KR20220111038A - Pulsating heat pipe improving the operation limit - Google Patents

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Abstract

A pulsating heat pipe with improved operating limits is disclosed. According to the present invention, the pulsating heat pipe with improved operating limits comprises: a heat pipe in which a fluid passage through which fluid moves inside is curved, and which includes an evaporation unit in contact with a heating element on one side, a condensation unit dissipating heat transferred from the heating element on the other side, and an insulation unit connecting the evaporation unit and the condensation unit; a working fluid filled in the fluid passage; a heating unit installed at the evaporation unit of the heat pipe to apply heat; and a control unit which controls the operation of the heating unit.

Description

작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프{PULSATING HEAT PIPE IMPROVING THE OPERATION LIMIT}Vibratory heat pipe with improved operating limits

본 발명은 저온 작동 환경에서도 작동 신뢰도의 향상이 가능한 진동형 히트 파이프에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration-type heat pipe capable of improving operational reliability even in a low-temperature operating environment.

일반적으로 종래의 히트파이프는 밀폐된 튜브 내부에 작동유체로 채워지는 구조를 가지고 있다. In general, a conventional heat pipe has a structure in which a working fluid is filled in a sealed tube.

이러한 밀폐된 내부공간을 작동유체로 일부분(약 10~ 90%) 채워지기 때문에 2상(two-phase)의 상태를 유지한다. Since this sealed inner space is partially filled (about 10 to 90%) with the working fluid, it maintains a two-phase state.

종래 히트 파이프는, 발열체와 접하는 증발부, 전달받은 열을 외부로 버리게 되는 응축부 그리고 두 위치를 연결하는 단열부로 구분된다.A conventional heat pipe is divided into an evaporator in contact with a heating element, a condensing unit that discards the received heat to the outside, and an insulator connecting two locations.

증발부에서 발열체로부터 열을 전달받아 기화된 작동유체가 단열부를 통과해서 응축부로 전달되고 응축부에서는 외부의 냉각원(공기, 물 등)에 의해 작동유체가 응축되면서 열을 피동적으로 전달하는 원리이다. 내부에 윅구조(wick structure)를 가지는데, 2상 유체의 물리적 상태량에 의해 응축된 유체가 튜브 내벽의 윅구조를 통해 순환한다. It is the principle of passively transferring heat as the working fluid, which is vaporized by receiving heat from the heating element in the evaporator, passes through the insulation and is transferred to the condensing unit, where the working fluid is condensed by an external cooling source (air, water, etc.) . It has a wick structure inside, and the fluid condensed by the physical state amount of the two-phase fluid circulates through the wick structure of the tube inner wall.

한편, 진동형 히트 파이프는, 하나의 긴 모세관이 구불구불하게 휘어진 구조를 가지고 있다. 이러한 진동형 히트 파이프는, 종래의 히트 파이프와 달리 내부에 돌출된 윅구조가 없기 때문에 다양한 형태로 제작이 용이한 특징을 가지고 있다.On the other hand, the vibrating heat pipe has a structure in which one long capillary is meanderingly bent. Unlike the conventional heat pipe, the vibrating heat pipe has no wick structure protruding therein, so it is easy to manufacture in various shapes.

진동형 히트 파이프는, 초기에 스타트업(start-up)이 된 이후에 작동되는 특징이 있다. 내부의 작동 유체에 최소한의 열이 가해진 이후에 2상의 유체가 활발하게 진동하는데, 충분한 열이 가해지지 않으면 2상의 유체가 활발하게 진동할 수 없다. 따라서 진동형 히트 파이프는 내부 유체의 물리적 성질에 따라 사용 조건이 달라진다. The vibrating heat pipe is characterized in that it is operated after the initial start-up (start-up). After the minimum heat is applied to the working fluid inside, the two-phase fluid vibrates actively. If sufficient heat is not applied, the two-phase fluid cannot actively vibrate. Therefore, the conditions of use of the vibrating heat pipe vary depending on the physical properties of the internal fluid.

특히, 작동 유체가 온도에 따라 변하는 점성, 비열 등의 성질로 인해 온도가 낮아질수록 작동이 어려워질 수 있다. In particular, the lower the temperature, the more difficult the operation may be due to properties such as viscosity and specific heat of the working fluid that change with temperature.

따라서 외부에 설치되어 저온 환경에 있는 발전소 및 인공 위성의 공전에 의한 주기적인 고발열 조건에서는 더욱 열악한 조건으로 진동형 히트 파이프의 작동이 원활하지 않은 문제점이 있다. Therefore, there is a problem in that the vibrating heat pipe is not smoothly operated under a condition of high heat periodically due to the revolution of a power plant and an artificial satellite installed outside and in a low-temperature environment.

본 발명의 일 실시예는, 저온 환경에서도 안정적인 작동이 가능하여 신뢰성과 내구성이 향상된 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a vibration-type heat pipe with improved operating limits, which can be operated stably even in a low-temperature environment, so that reliability and durability are improved.

본 발명의 일 실시예는, 내부에 유체가 이동되는 유체 유로가 굴곡 형성되며, 일측은 발열체와 접하는 증발부가 형성되며, 타측에는 발열체로부터 전달된 열을 발산하는 응축부와, 증발부와 응축부의 사이를 연결하는 단열부를 포함하는 히트 파이프와, 유체 유로에 충진되는 작동 유체와, 히트 파이프의 증발부 위치에 설치되어 열을 인가하는 발열부와, 발열부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the fluid flow path through which the fluid is moved is formed to be curved, and an evaporator in contact with the heating element is formed on one side, and a condensing unit dissipating heat transferred from the heating element on the other side, and the evaporator and the condensing unit It includes a heat pipe including a heat insulating part connecting the heat pipe, a working fluid filled in a fluid flow path, a heating part installed at a position of an evaporating part of the heat pipe to apply heat, and a control part controlling the operation of the heating part.

발열부는 증발부의 표면의 일부분에 설치되어 증발부를 전기적으로 가열하는 발열 기판일 수 있다.The heating unit may be a heating substrate installed on a portion of the surface of the evaporator to electrically heat the evaporator.

제어부는, 발열부를 작동 제어하여 증발부에 공칭 전압을 인가하도록 설치될수 있다.The control unit may be installed to apply a nominal voltage to the evaporation unit by controlling the operation of the heating unit.

유체 유로의 내부에는 액상의 작동 유체와 기상의 작동 유체가 혼합 충진될 수 있다.A liquid working fluid and a gaseous working fluid may be mixed and filled in the fluid passage.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 증발부를 적절 온도로 가열하는 것이 가능한 바, 일정 온도 이하의 저온 상황에서도 효율적인 열전달이 가능하다. 따라서 공기 흐름이 차단되는 발전소 또는 인공 위성 등의 저온 상황에 설치되는 전자 부품 등의 경우에도 효과적인 냉각이 가능한 바, 냉각 신뢰도의 향상이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to heat the evaporator to an appropriate temperature, so that efficient heat transfer is possible even in a low-temperature situation below a certain temperature. Therefore, effective cooling is possible even in the case of electronic components installed in low-temperature conditions such as power plants or artificial satellites where air flow is blocked, and thus, cooling reliability can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 진동형 히트 파이프의 히트 파이프를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 요부 단면도이다.
도 4는 증발부에서 발열부의 작동에 의한 공칭열이 인가되는 경우 증발부의 온도 상태를 개략적으로 도시한 그래프 도면이다.1 is a plan view schematically illustrating a vibrating heat pipe having an improved operating limit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a heat pipe of the vibration type heat pipe of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part taken along line III-III of FIG. 1 .
4 is a graph schematically illustrating a temperature state of the evaporator when nominal heat by the operation of the heating unit is applied to the evaporator.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실예시에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

이하에서 설명하는 진동형 히트 파이프(100)는, 고밀도 집적회로 등의 전자부품 등에 적용되는 것으로, 좁은 전열 면적에서 발열되는 열을 효과적으로 제거하도록 설치될 수 있다. 이러한 진동형 히트 파이프(100)는 외부 전력 없이도 작동 가능한 피동형 열전달 장치로서, 발전소 등의 사고 조건과 인공 위성 등의 전력이 일시적으로 차단되는 환경 등에 적용되는 것이다. 이에 대해 이하에서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.The vibration-type heat pipe 100 to be described below is applied to electronic components such as high-density integrated circuits, and may be installed to effectively remove heat generated in a narrow heat transfer area. The vibrating heat pipe 100 is a passive heat transfer device that can operate without external power, and is applied to accident conditions such as power plants and environments in which power such as artificial satellites are temporarily cut off. This will be described in detail below with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 진동형 히트 파이프의 히트 파이프를 개략적으로 도시한 요부 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 요부 단면도이다.1 is a plan view schematically illustrating a vibrating heat pipe having an improved operating limit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a main part of the vibrating heat pipe of FIG. 1 , and FIG. 3 is It is a cross-sectional view of a main part taken along the line III-III of FIG. 1 .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프(100)는, 내부에 유체가 이동되는 유체 유로(12)가 굴곡 형성되며, 일측은 발열체와 접하는 증발부(A)가 형성되며 타측에는 발열체로부터 전달된 열을 발산하는 응축부(B)와 증발부와 상기 응축부의 사이를 연결하는 단열부(C)를 포함하는 모세관(10)과, 유체 유로(12)의 일부분에 충진되는 액상의 작동 유체(11)와, 모세관(10)의 증발부(A) 위치에 설치되어 열을 인가하는 발열부(20)와, 발열부(20)의 작동을 제어하는 제어부(30)를 포함한다.1 to 3 , in the vibrating heat pipe 100 with an improved operating limit according to an embodiment of the present invention, the fluid flow path 12 through which the fluid moves is bent, and one side of the heating element is formed. A capillary tube (10) having an evaporator (A) in contact with the condensing part (B) dissipating heat transferred from the heating element and a heat insulating part (C) connecting the evaporator and the condensing part on the other side, The liquid working fluid 11 filled in a portion of the fluid flow path 12, the heating part 20 installed at the position of the evaporation part A of the capillary tube 10 to apply heat, and the heating part 20 and a control unit 30 for controlling the operation.

모세관(10)은 내부에 액상의 작동 유체(11)가 이동되는 유체 유로(12)가 형성되는 것으로, 다단으로 굴곡 형성될 수 있다.The capillary tube 10 has a fluid passage 12 through which the liquid working fluid 11 moves, and may be bent in multiple stages.

모세관(10)은 단일의 튜브 형상의 파이프가 길이 방향으로 다단 굴곡 형성되는 것을 예시적으로 설명하지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 복수개가 서로간에 용접 등에 의해 연결되어 다단 굴곡 형성되는 것도 가능하다. 모세관(10)은 열전달이 용이하도록 금속 재질로 형성될 수 있다.Although the capillary 10 is illustratively described that a single tube-shaped pipe is bent in multiple stages in the longitudinal direction, it is not necessarily limited thereto, and a plurality of them are connected to each other by welding or the like to form a multiple-stage bent. The capillary tube 10 may be formed of a metal material to facilitate heat transfer.

한편, 모세관(10)에는 증발부(A)와 응축부(B)와 단열부(C)가 형성될 수 있다.On the other hand, the capillary 10 may be formed with an evaporator (A), a condensing part (B), and a heat insulating part (C).

증발부(A)는 모세관(10)의 일측의 일부분의 영역에 형성되는 것으로 발열체와 접하도록 형성될 수 있다.The evaporator A is formed in a region of a portion of one side of the capillary tube 10 and may be formed in contact with the heating element.

응축부(B)는 모세관(10)의 타측의 일부분의 영역에 형성되는 것으로, 증발부(A)를 통해 전달받은 열을 외부로 발산하도록 형성될 수 있다.The condensing unit (B) is formed in a region of a portion of the other side of the capillary tube (10), and may be formed to dissipate heat received through the evaporation unit (A) to the outside.

한편, 단열부(C)는 증발부(A)와 응축부(B)의 사이 영역에 형성되는 것으로, 응축부(B)와 증발부(A)의 사이를 연결하도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the heat insulating part C is formed in a region between the evaporator A and the condensing part B, and may be formed to connect between the condensing part B and the evaporator A.

이와 같이, 모세관(10)은 증발부(A)와 응축부(B)와 증발부(A)와 응축부(B)의 사이를 연결하는 단열부(C)로 형성된 상태에서, 내부에는 유체 유로(12)의 일부분에 액상의 작동 유체(11)가 충진될 수 있다.In this way, the capillary tube 10 is formed of an evaporator (A) and a condensing unit (B) and a heat insulating unit (C) connecting between the evaporator (A) and the condensing unit (B), and a fluid flow path is formed therein. A portion of (12) may be filled with a liquid working fluid (11).

액상의 작동 유체(11)는 모세관(10)의 내부에서 증발부(A)와 응축부(B)와 단열부(C)의 사이를 연결하는 유체 유로(12)의 내부에 충진되는 것으로, 유체 유로(12)의 전체 공간에 충진되지 않고 유체 유로(12)의 일부분에 충진될 수 있다.The liquid working fluid 11 is filled in the fluid flow path 12 that connects between the evaporating part A, the condensing part B, and the heat insulating part C in the inside of the capillary 10, and the fluid Instead of filling the entire space of the flow path 12 , a portion of the fluid flow path 12 may be filled.

즉, 유체 유로(12)의 내부의 일부분에는 액상의 작동 유체(11)가 충진되고 나머지 일부분에는 기상의 작동 유체(14)가 충진될 수 있다. 이와 같이, 모세관(10)의 작동 과정에서 일정 온도의 열이 가해지는 경우, 액상의 작동 유체(11)와 기상의 작동 유체(14)가유체 유로(12)의 내부에서 진동 순환 작용이 이루어질 수 있다. That is, a liquid working fluid 11 may be filled in a portion of the inside of the fluid flow path 12 , and a gaseous working fluid 14 may be filled in the remaining portion. As such, when heat of a certain temperature is applied during the operation of the capillary tube 10 , the liquid working fluid 11 and the gaseous working fluid 14 may oscillate and circulate inside the fluid flow path 12 . have.

한편, 증발부(A)에는 충분한 열의 공급을 위한 발열부(20)가 설치될 수 있다.On the other hand, the evaporator (A) may be provided with a heating unit 20 for supplying sufficient heat.

발열부(20)는 증발부(A)의 표면의 일부분에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 증발부(A)의 표면에는 발열을 위한 발열 부품이 설치된 위치(D)를 제외한 나머지 위치에 설치될 수 있다.The heating part 20 may be installed on a part of the surface of the evaporator A. More specifically, it may be installed on the surface of the evaporator (A) at positions other than the position (D) where the heating component for heating is installed.

이와 같이, 증발부(A)에 발열부(20)가 설치되는 것은, 증발부(A)를 적절한 온도로 가열하여, 유체 유로(12)를 통해 이동되는 작동 유체의 작동 성능의 향상을 위함이다. As described above, the reason that the heating unit 20 is installed in the evaporator A is to heat the evaporator A to an appropriate temperature to improve the operating performance of the working fluid moving through the fluid passage 12 . .

즉, 액상의 작동 유체(11)는 적절한 온도 이하로 냉각되는 경우, 온도에 따라 변하는 점성, 비열 등의 성질로 인해 유체 유로(12)를 따라 흐름이 원활하지 않은 작동 불량이 발생되는 경우가 빈번하다. 따라서, 발열부(20)를 이용하여 증발부(A)를 적절한 온도로 가열하는 바, 액상의 작동 유체(11)가 유체 유로(12)의 내부에서 원활한 흐름이 가능하도록 하는 바. 작동 실패가 발생되지 않도록 할 수 있다.That is, when the liquid working fluid 11 is cooled to an appropriate temperature or less, there are frequent cases of malfunction in which the flow is not smooth along the fluid flow path 12 due to properties such as viscosity and specific heat that change depending on the temperature. do. Therefore, the bar heating the evaporation unit (A) to an appropriate temperature by using the heating unit (20), the liquid working fluid (11) to enable smooth flow in the fluid passage (12). Operational failures can be avoided.

보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 진동형 히트 파이프(100)는, 발열이 예상되는 증발부(A) 위치에 발열부(20)를 설치하는 바, 유체유로(12)의 내부에 충진되는 액상의 작동 유체(11)가 진동 순환하는 상태로 적절하게 유지시키는 것이 가능하다.More specifically, in the vibrating heat pipe 100 of this embodiment, the heating part 20 is installed at the location of the evaporating part A where heat is expected, and the liquid phase filled in the fluid flow path 12 is It is possible to properly keep the working fluid 11 in a state of oscillating circulation.

발열부(20)는 증발부(A)를 전기적으로 가열하도록 설치될 수 있다. 즉, 발열부(20)는 증발부(A)를 직접적으로 전기적으로 가열하도록 설치되는 것으로, 공칭열을 최소한으로 인가되도록 작동될 수 있다. 발열부(20)는 증발부(A)를 전기적으로 가열하도록 설치되는 발열 기판으로 적용될 수 있다.The heating unit 20 may be installed to electrically heat the evaporation unit A. That is, the heating unit 20 is installed to directly and electrically heat the evaporation unit A, and may be operated to apply a minimum of nominal heat. The heating unit 20 may be applied as a heating substrate installed to electrically heat the evaporation unit (A).

이러한 발열부(20)는 제어부(30)의 제어 작동에 따라 발열 제어되는 것으로, 공칭열이 증발부(A)를 최소한의 온도로 가열하도록 작동될 수 있다. 즉, 발열부(20)는 액상의 작동 유체(11)가 정상 작동되는 공칭열의 온도 범위의 최저 온도 범위에서 발열되어 증발부(A)를 가열하도록 작동 제어될 수 있다.The heating unit 20 is controlled to generate heat according to the control operation of the control unit 30 , and may be operated such that nominal heat heats the evaporation unit A to a minimum temperature. That is, the heating unit 20 may be operated to heat the evaporation unit A by generating heat in the lowest temperature range of the nominal heat temperature range in which the liquid working fluid 11 is normally operated.

도 4는 증발부에서 발열부의 작동에 의한 공칭열이 인가되는 경우 증발부의 온도 상태를 개략적으로 도시한 그래프 도면이다.4 is a graph schematically illustrating a temperature state of the evaporator when nominal heat due to the operation of the heating unit is applied to the evaporator.

도 4에 도시된 바와 같이, 발열부(20)의 작동에 의해 증발부(A)에 공칭열이 인가되는 경우(a)는 공칭열이 인가되지 않은 경우(b)와 비교하여, 저온 환경하에서 높은 발열 상황시에도 효율적인 열전달 작용이 가능하다.As shown in FIG. 4 , in the case where nominal heat is applied to the evaporation unit A by the operation of the heating unit 20 (a), compared to the case in which nominal heat is not applied (b), under a low-temperature environment Efficient heat transfer is possible even in high heat conditions.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 발열부(20)는 증발부(A)를 적절 온도로 가열하는 것이 가능한 바, 일정 온도 이하의 저온 상황에서도 효율적인 열전달이 가능하다. 이에 따라 공기 흐름이 차단되는 발전소 또는 인공 위성 등의 저온 상황에 설치되는 전자 부품 등의 경우에도 효과적인 냉각이 가능한 바, 냉각 신뢰도의 향상이 가능하다. As described above, the heat generating unit 20 of the present embodiment is capable of heating the evaporation unit A to an appropriate temperature, so that efficient heat transfer is possible even in a low-temperature situation below a certain temperature. Accordingly, effective cooling is possible even in the case of electronic components installed in low-temperature conditions such as power plants or artificial satellites where air flow is blocked, and thus, cooling reliability can be improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of

10...모세관 11...액상의 작동 유체
12...유체 유로 14...기상의 작동 유체
20...발열부 A...증발부
B...응축부 C...단열부10...capillary 11...liquid working fluid
12...Fluid flow path 14...Working fluid in the gas phase
20... Heating part A... Evaporating part
B...Condensation section C...Insulation section

Claims (4)

내부에 작동 유체가 이동되는 유체 유로가 굴곡 형성되며, 일측은 발열체와 접하는 증발부가 형성되며, 타측에는 발열체로부터 전달된 열을 발산하는 응축부와, 상기 증발부와 상기 응축부의 사이를 연결하는 단열부를 포함하는 모세관;
상기 유체 유로에 충진되는 작동 유체;
상기 모세관의 상기 증발부 위치에 설치되어 열을 인가하는 발열부; 및
상기 발열부의 작동을 제어하는 제어부;
를 포함하는, 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프.A fluid flow path through which the working fluid moves is bent, one side of which is formed with an evaporator in contact with the heating element, and a condensing unit dissipating heat transferred from the heating element on the other side, and a thermal insulation connecting the evaporator and the condensing unit capillaries containing parts;
a working fluid filled in the fluid passage;
a heating part installed at a position of the evaporation part of the capillary to apply heat; and
a control unit for controlling the operation of the heating unit;
A vibration-type heat pipe with an improved operating limit, including: 제1항에 있어서,
상기 발열부는 상기 증발부의 표면의 일부분에 설치되어 상기 증발부를 전기적으로 가열하는 발열 기판인, 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프.According to claim 1,
Wherein the heating part is a heating substrate that is installed on a portion of the surface of the evaporator to electrically heat the evaporator. 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 발열부를 작동 제어하여 상기 증발부에 공칭 전압을 인가하도록 설치되는, 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프.According to claim 1,
The control unit is installed to apply a nominal voltage to the evaporation unit by controlling the operation of the heating unit, the vibration type heat pipe having an improved operating limit. 제1항에 있어서,
상기 유체 유로의 내부에는 액상의 작동 유체와 기상의 작동 유체가 혼합 충진되는, 작동 한계가 향상된 진동형 히트 파이프.According to claim 1,
A vibration-type heat pipe with an improved operating limit, in which a liquid working fluid and a gaseous working fluid are mixed and filled in the fluid passage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07286788A (en) * 1994-04-19 1995-10-31 Hitachi Ltd Heat transporting element and electronic instrument employing the element
JP2011238722A (en) * 2010-05-10 2011-11-24 Toyota Motor Corp Electrical device cooling system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286788A (en) * 1994-04-19 1995-10-31 Hitachi Ltd Heat transporting element and electronic instrument employing the element
JP2011238722A (en) * 2010-05-10 2011-11-24 Toyota Motor Corp Electrical device cooling system

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