KR20230136162A - 열디바이스 - Google Patents

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KR20230136162A
KR20230136162A KR1020237028618A KR20237028618A KR20230136162A KR 20230136162 A KR20230136162 A KR 20230136162A KR 1020237028618 A KR1020237028618 A KR 1020237028618A KR 20237028618 A KR20237028618 A KR 20237028618A KR 20230136162 A KR20230136162 A KR 20230136162A
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heat dissipation
hole
thermal device
dissipation device
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KR1020237028618A
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나오야 후지타
요시노리 히라노
유이치 아베
유타카 나베시마
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교세라 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 개시에 의한 열디바이스는 세라믹제의 용기와, 유체와, 밀봉부를 갖는다. 용기는 내부 공간과, 내부 공간과 연결되는 개구부와, 내부 공간과 개구부를 연결하는 연통로를 갖는다. 유체는 내부 공간에 위치한다. 밀봉부는 개구부를 막는다. 또한, 밀봉부는 코어부와, 코어부와 연결되는 플랜지부를 갖는다. 플랜지부는 개구부 주위에서 용기와 접합되어 있다. 코어부는 개구부 내에 위치하고 있다. 코어부의 일부는 개구부의 벽면에 접촉하고 있다.

Description

열디바이스
본 개시는 열디바이스에 관한 것이다.
종래, 상변태 물질의 잠열을 이용한 열디바이스가 알려져 있다. 예를 들면, 열디바이스의 일종인 베이퍼 챔버는 내부에 봉입된 작동액의 증발 및 응축에 수반하는 잠열을 이용해서 고온부로부터 저온부로 열을 수송함으로써, 발열 부품으로부터 열을 방출한다(특허문헌 1 참조).
일본 실용신안 공개 소 54-42973호 공보
본 개시의 일 양태에 의한 열디바이스는 세라믹제의 용기와, 유체와, 밀봉부를 갖는다. 용기는 내부 공간과, 내부 공간과 연결되는 개구부와, 내부 공간과 개구부를 연결하는 연통로를 갖는다. 유체는 내부 공간에 위치한다. 밀봉부는 개구부를 막는다. 또한, 밀봉부는 코어부와, 코어부와 연결되는 플랜지부를 갖는다. 플랜지부는 개구부 주위에서 용기와 접합되어 있다. 코어부는 개구부 내에 위치하고 있다. 코어부의 일부는 개구부의 벽면에 접촉하고 있다.
도 1은 실시형태에 의한 방열 디바이스의 사시도이다.
도 2는 실시형태에 의한 제 1 부재를 Z축 부방향측으로부터 Z축 정방향으로 본 도면이다.
도 3은 실시형태에 의한 제 2 부재를 Z축 정방향측으로부터 Z축 부방향으로 본 도면이다.
도 4는 실시형태에 의한 중간 부재를 Z축 정방향측으로부터 Z축 부방향으로 본 도면이다.
도 5는 도 4에 나타내는 중간 부재에 대하여 도 2에 나타내는 제 1 홈 형성 영역 및 도 3에 나타내는 제 2 홈 형성 영역을 중첩시킨 도면이다.
도 6은 실시형태에 의한 방열 디바이스에 있어서의 작동액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시형태에 의한 방열 디바이스에 있어서의 작동액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 연통로의 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9는 밀봉부의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 X-X선 화살표 방향으로 볼 때에 있어서의 모식적인 단면도이다.
도 11은 환상체의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 12는 환상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 13은 환상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 14는 환상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 15는 환상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 16은 괴상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 17은 괴상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 18은 괴상체 및 환상체의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 19는 연통로의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 20은 밀봉 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 밀봉 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 밀봉 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 제 1 변형예에 의한 방열 디바이스의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 24는 제 2 변형예에 의한 방열 디바이스의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
이하에, 본 개시에 의한 열디바이스를 실시하기 위한 형태(이하, 「실시형태」라고 기재한다)에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시형태는 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적당히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시형태에 있어서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하에 나타내는 실시형태에서는 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」과 같은 표현이 이용되는 경우가 있지만, 이들 표현은 엄밀히 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」인 것을 요하지 않는다. 즉, 상기한 각 표현은 예를 들면 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 편차를 허용하는 것으로 한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
상술한 종래 기술에서는 밀폐성을 향상시킨다고 하는 점에서 추가적인 개선의 여지가 있다.
본 개시에 의한 열디바이스는 세라믹제의 용기와, 유체와, 밀봉부를 갖는다. 용기는 내부 공간과, 내부 공간과 연결되는 개구부와, 내부 공간과 개구부를 연결하는 연통로를 갖는다. 유체는 내부 공간에 위치한다. 밀봉부는 개구부를 막는다. 밀봉부는 코어부와, 코어부와 연결되는 플랜지부를 갖는다. 플랜지부는 개구부 주위에서 용기와 접합되어 있다. 코어부는 개구부 내에 위치하고 있다. 코어부의 일부는 개구부의 벽면에 접촉하고 있다. 이러한 구성을 갖는 열디바이스는 밀폐성이 높다.
플랜지부는 금속으로 이루어지는 접합층을 통해서 상기 용기와 접합되어도 좋다. 이러한 구성을 갖는 열디바이스는 밀폐성이 더 높다.
코어부는 본체부와, 본체부의 전체 둘레에 걸쳐서 위치하고, 플랜지부와 연결되는 대경부를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 대경부의 두께는 플랜지부의 두께보다 얇아도 좋다. 이러한 구성으로 한 경우, 대경부는 플랜지부와 비교해서 탄성 변형되기 어려워져, 대경부로의 응력 집중이 완화된다. 이것에 의해, 연통로의 개구 가장자리부에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
대경부의 선단부는 끝이 가늘어지는 형상을 갖고 있어도 좋다. 이것에 의해, 연통로의 벽면에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
밀봉부는 개구부의 가장자리부와 이격되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 연통로의 개구 가장자리부에 크랙을 발생시키기 어렵게 할 수 있다.
밀봉부는 상면에 오목부 또는 볼록부를 갖고 있어도 좋다. 예를 들면 밀봉부가 볼록부를 갖는 경우, 밀봉부를 열원에 접촉시키는 것이 용이해진다. 이것에 의해, 밀봉부를 통해서 열디바이스의 내부에 열을 전달하기 쉬워지기 때문에, 열디바이스의 열교환 효율을 높일 수 있다.
용기는 주면과, 상기 주면에 대하여 움푹 패인 패임면을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 개구부는 패임면으로 개구하고, 플랜지부는 패임면에 위치해도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 열디바이스의 두께를 억제할 수 있다.
이하에 나타내는 실시형태에서는 밀봉부가 괴상체 및 환상체의 2개의 부재를 포함하는 경우의 예에 대해서 설명하지만, 밀봉부는 반드시 복수의 부재를 포함하는 것을 요하지 않으며, 1개의 부재로 이루어지는 것이어도 좋다.
또한, 이하에서는 본 개시에 의한 열디바이스의 일례로서, 작동액(유체 또는 상변태 물질의 일례)의 증발 및 응축에 수반하는 잠열을 이용해서 고온부로부터 저온부로 효율 좋게 열을 이동시키는 방열 디바이스, 구체적으로는 베이퍼 챔버를 예시해서 설명한다.
우선, 실시형태에 의한 방열 디바이스의 전체 구성에 대해서 도 1을 참조해서 설명한다. 도 1은 실시형태에 의한 방열 디바이스의 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 방열 디바이스(1)는 세라믹제의 용기(2)를 갖는다. 용기(2)는 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)를 갖는다. 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)는 모두 판상이며, 제 1 부재(10)와 제 2 부재(20)에서 중간 부재(30)를 끼워 넣도록 적층된다.
용기(2)는 작동 영역(100) 및 프레임 영역(200)을 갖는다. 작동 영역(100)은 내부 공간을 갖고 있고, 이러한 내부 공간에는 상변태 물질로서의 작동액이 봉입되어 있다. 작동액으로서는, 예를 들면 물, 탄화수소계 화합물, 유기액체(예를 들면 에탄올 및 메탄올 등), 암모니아 등의 액체가 이용될 수 있다.
프레임 영역(200)은 작동 영역(100)을 둘러싸는 영역이다. 환언하면, 프레임 영역(200)은 방열 디바이스(1) 중 작동 영역(100)보다 외측의 영역이다. 작동 영역(100)은 대략 중공 형상인 것에 대하여, 프레임 영역(200)은 대략 중실 형상이다.
프레임 영역(200)은 예를 들면, 제 1 부재(10)와 중간 부재(30)의 계면 또는 제 2 부재(20)와 중간 부재(30)의 계면으로부터 작동액이나 작동액의 증기가 누출되거나, 혹은 외부의 분위기가 상기 계면으로부터 작동 영역(100)의 내부 공간으로 들어가거나 하는 것을 억제하기(즉, 밀폐성을 확보하기) 위해서 의도적으로 폭 넓게 형성된 영역이다.
용기(2)는 작동 영역(100)의 내부 공간을 외부와 연통하는 복수(여기서는, 2개)의 연통로(14, 15)를 갖고 있다. 연통로(14, 15) 중, 예를 들면 연통로(14)는 작동액 주입 구멍으로서 이용되고, 연통로(15)는 기체 배출 구멍으로서 이용된다. 이 경우, 방열 디바이스(1)의 제조 공정에 있어서, 연통로(14)로부터 작동 영역(100)의 내부 공간으로 작동액이 주입되고, 이것에 따라 작동 영역(100)의 내부 공간에 존재하는 기체가 연통로(15)로부터 외부로 배출된다. 연통로(14)는 제 1 부재(10)의 네 모서리 중 1개의 코너부 근방에 위치하고, 연통로(15)는 연통로(14)와 대각선상에 위치하는 코너부 근방에 위치한다.
또한, 방열 디바이스(1)는 반드시 복수의 연통로(14, 15)를 갖는 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 방열 디바이스(1)는 연통로(14, 15) 중 일방만을 갖는 구성이어도 좋다.
연통로(14) 및 연통로(15)는 밀봉부(5)에 의해 폐쇄된다. 밀봉부(5)에 의해 연통로(14) 및 연통로(15)가 폐쇄됨으로써, 방열 디바이스(1)의 내부 공간이 밀폐되어 작동액이 작동 영역(100)에 밀봉된 상태가 된다. 이와 같이, 방열 디바이스(1)는 내부가 밀폐된 밀폐 용기이다.
작동액은 예를 들면 작동 영역(100)의 내부 공간의 전체 체적에 대하여 10체적% 이상 95체적% 이하의 비율로 충전된다. 바람직하게는, 상기 비율은 30체적% 이상 75체적% 이하이다. 더욱 바람직하게는, 상기 비율은 40체적% 이상 65체적% 이하이다. 또한, 작동 영역(100)의 내부 공간 중 작동액 이외의 잔부는 증기화한 작동액을 일부 포함하는 진공 상태로 되어 있다. 이것에 의해, 고온 환경하에 있어서도 기액 평형을 유지할 수 있기 때문에 드라이 아웃하기 어렵고, 또한 저온 환경하에 있어서도 효율 좋게 열확산하기 때문에, 다양한 온도역에 있어서 열확산성을 높게 할 수 있다.
제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)는 세라믹으로 이루어진다. 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)를 구성하는 세라믹으로서는, 예를 들면 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 질화알루미늄(AlN), 코어디어라이트(Mg2Al3(AlSi5O18)), 실리콘 함침 탄화규소(SiSiC) 등이 이용될 수 있다. 또한, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)를 구성하는 세라믹은 단결정체여도 좋다.
금속제의 방열 디바이스는 재질이나 공법상의 이유로부터 강성이 얻어지기 어렵고, 박형화가 곤란했다. 또한, 금속제의 방열 디바이스는 작동액과 접촉하는 부분이 금속이기 때문에, 내부식성의 점에서 개선의 여지가 있었다. 이것에 대하여, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)는 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)가 모두 세라믹으로 이루어지기 때문에, 금속제의 방열 디바이스와 비교해서 박형화가 용이하고, 내부식성도 우수하다.
도 1에 나타내는 예에 있어서, 방열 디바이스(1)는 제 1 부재(10)를 상향으로 한 자세로 설치되어 있지만, 방열 디바이스(1)의 자세는 도 1의 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 방열 디바이스(1)는 제 1 부재(10)를 하향으로 한 자세로 설치되어도 좋다. 또한, 방열 디바이스(1)는 도 1에 나타내는 바와 같은 가로 배치에 한정되지 않으며 세로 배치로 되어도 좋다.
세라믹제의 용기를 갖는 방열 디바이스는 세라믹이 취성 재료이기 때문에, 예를 들면 작동액의 상변태에 의해 발생하는 응력 등에의 내구성을 어떻게 확보할지가 중요한 과제가 된다.
여기서, 특허문헌 1에 기재된 베이퍼 챔버는 작동액을 주입하기 위한 연통로가 작동 영역에 형성되어 있다. 작동 영역은 내부 공간의 분만큼 세라믹의 두께가 얇게 되어 있다. 이 때문에, 작동 영역에 연통로가 형성된 특허문헌 1에 기재된 베이퍼 챔버는 응력에의 내구성이 부족하기 쉬워, 용기에 크랙 등이 발생할 우려가 있다. 또한, 용기에 크랙이 발생함으로써, 내부 공간에 봉입되어 있던 작동액의 드라이 아웃이 발생하여 방열 효율이 악화할 우려가 있다.
이것에 대하여, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)는 프레임 영역(200)에 연통로(14, 15)가 위치하고 있다. 프레임 영역(200)은 작동 영역(100)과 달리 중실 형상이다. 이러한 프레임 영역(200)에 연통로(14, 15)가 위치하고 있음으로써, 작동 영역(100)에 연통로(14, 15)가 위치하는 경우와 비교해서 내구성을 높일 수 있다. 이와 같이, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 의하면, 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 의하면, 작동 영역(100)에 연통로(14, 15)가 위치하는 경우와 비교해서, 작동 영역(100)의 유효 스페이스를 넓게 확보할 수 있기 때문에, 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 연통로(14, 15)가 위치하는 프레임 영역(200)은 작동 영역(100)과 동질의 세라믹제이기 때문에, 열팽창차에 의한 응력이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)는 신뢰성이 높다.
이어서, 제 1 부재(10)의 구성에 대해서 도 2를 참조해서 설명한다. 도 2는 실시형태에 의한 제 1 부재(10)를 Z축 부방향측으로부터 Z축 정방향으로 본 도면이다.
도 2에는 제 1 부재(10)의 하면, 구체적으로는 중간 부재(30)의 상면(제 1 면)과 대향하는 면(제 3 면)을 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 부재(10)는 제 3 면에 격자 형상의 제 1 홈부(11)를 갖는다.
제 1 홈부(11)는 제 3 면에 대하여 오목한 제 1 오목부(11a)와, 제 1 오목부(11a) 내에 위치하는 복수의 제 1 볼록부(11b)를 갖는다. 제 1 오목부(11a)는 제 3 면의 중앙부에 위치하고 있고, 평면시에 있어서의 윤곽은 예를 들면 사각형이다. 복수의 제 1 볼록부(11b)는 제 1 오목부(11a) 내에 있어서 서로 간격을 두고 종방향 및 횡방향으로 배열되어 있다. 이들 제 1 오목부(11a) 및 복수의 제 1 볼록부(11b)에 의해, 제 1 홈부(11)는 격자 형상을 갖는다.
이하, 제 1 부재(10)의 제 3 면 중, 제 1 홈부(11)가 위치하는 영역을 「제 1 홈 형성 영역(110)」이라고 기재한다. 제 1 홈 형성 영역(110)은 작동 영역(100)의 일부를 구성한다. 또한, 제 1 부재(10)는 제 1 홈 형성 영역(110)을 둘러싸는 직사각형 프레임 형상의 제 1 프레임 영역(210)을 갖는다. 제 1 프레임 영역(210)은 프레임 영역(200)의 일부를 구성한다.
제 1 프레임 영역(210)에는 제 1 부재(10)를 두께 방향(여기서는, Z축 방향)으로 관통하는 복수(여기서는, 2개)의 관통 구멍(141a, 151a)이 위치하고 있다. 관통 구멍(141a)은 연통로(14)에 있어서의 제 1 부위(141)의 일부를 구성하고, 관통 구멍(151a)은 연통로(15)에 있어서의 제 1 부위(151)의 일부를 구성한다.
제 1 부재(10)의 하면(제 3 면)의 반대측에 위치하는 상면(제 5 면)의 중앙부에는 열원이 배치된다.
이어서, 제 2 부재(20)의 구성에 대해서 도 3을 참조해서 설명한다. 도 3은 실시형태에 의한 제 2 부재(20)를 Z축 정방향측으로부터 Z축 부방향으로 본 도면이다.
도 3에는 제 2 부재(20)의 상면, 구체적으로는 중간 부재(30)의 하면(제 2 면)과 대향하는 면(제 4 면)을 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 2 부재(20)는 제 4 면에 격자 형상의 제 2 홈부(21)를 갖는다.
제 2 홈부(21)는 제 4 면에 대하여 오목한 제 2 오목부(21a)와, 제 2 오목부(21a) 내에 위치하는 복수의 제 2 볼록부(21b)를 갖는다. 제 2 오목부(21a)는 제 4 면의 중앙부에 위치하고 있고, 평면시에 있어서의 윤곽은 예를 들면 사각형이다. 복수의 제 2 볼록부(21b)는 제 2 오목부(21a) 내에 있어서 서로 간격을 두고 종방향 및 횡방향으로 배열되어 있다. 이들 제 2 오목부(21a) 및 복수의 제 2 볼록부(21b)에 의해, 제 2 홈부(21)는 격자 형상을 갖는다.
이하, 제 2 부재(20)의 제 4 면 중, 제 2 홈부(21)가 위치하는 영역을 「제 2 홈 형성 영역(120)」이라고 기재한다. 제 2 홈 형성 영역(120)은 작동 영역(100)의 일부를 구성한다. 또한, 제 2 부재(20)는 제 2 홈 형성 영역(120)을 둘러싸는 직사각형 프레임 형상의 제 2 프레임 영역(220)을 갖는다. 제 2 프레임 영역(220)은 프레임 영역(200)의 일부를 구성한다.
제 2 부재(20)에 있어서의 제 2 홈 형성 영역(120)의 크기는 제 1 부재(10)에 있어서의 제 1 홈 형성 영역(110)의 크기와 동일하다. 또한, 제 2 부재(20)의 제 4 면에 있어서의 제 2 홈 형성 영역(120)의 위치는 제 1 부재(10)의 제 3 면에 있어서의 제 1 홈 형성 영역(110)의 위치와 동일하다.
이와 같이, 제 1 홈부(11) 및 제 2 홈부(21)의 형상을 격자 형상으로 함으로써, 방열 디바이스(1)의 내부 공간에 있어서 작동액을 효율 좋게 순환시킬 수 있다. 또한, 제 1 홈부(11) 및 제 2 홈부(21)의 형상은 반드시 격자 형상인 것을 요하지 않는다.
제 2 프레임 영역(220)에는 제 2 부재(20)의 상면(제 4 면)에 대하여 오목한 복수(여기서는, 2개)의 오목부(141b, 151b)가 위치하고 있다. 오목부(141b)는 연통로(14)에 있어서의 제 1 부위(141)의 일부를 구성하고, 오목부(151b)는 연통로(15)에 있어서의 제 1 부위(151)의 일부를 구성한다.
또한, 제 2 프레임 영역(220)에는 홈부(142b, 152b)가 위치하고 있다. 홈부(142b)는 연통로(14)에 있어서의 제 1 부위(141)의 연장 방향(제 1 방향, 여기서는 Z축 방향)과 교차하는 제 2 방향(여기서는, Y축 방향)으로 연장되는 통로이며, 그 일단은 제 1 부위(141)에 있어서의 오목부(141b)로 개구하고, 타단은 제 2 홈 형성 영역(120)으로 개구하고 있다. 홈부(152b)는 연통로(15)에 있어서의 제 1 부위(151)의 연장 방향(제 1 방향, 여기서는 Z축 방향)과 교차하는 제 2 방향(여기서는, Y축 방향)으로 연장되는 통로이며, 그 일단은 제 1 부위(151)에 있어서의 오목부(151b)로 개구하고, 타단은 제 2 홈 형성 영역(120)으로 개구하고 있다.
이어서, 중간 부재(30)의 구성에 대해서 도 4를 참조해서 설명한다. 도 4는 실시형태에 의한 중간 부재(30)를 Z축 정방향측으로부터 Z축 부방향으로 본 도면이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 중간 부재(30)는 직사각형 프레임 형상의 제 3 프레임 영역(230)을 갖는다. 제 3 프레임 영역(230)은 프레임 영역(200)의 일부를 구성한다. 또한, 중간 부재(30)는 제 3 프레임 영역(230)의 내방에 위치하는 평면시 원형의 중앙부(32)와, 중앙부(32) 및 제 3 프레임 영역(230) 사이에 위치하고, 중앙부(32) 및 제 3 프레임 영역(230)을 연결하는 복수의 접속부(33)를 갖는다. 도 4에 나타내는 예에 있어서, 중앙부(32)는 중간 부재(30)의 중앙에 위치한다. 또한, 복수의 접속부(33)는 서로 간격을 두고, 중앙부(32)로부터 제 3 프레임 영역(230)을 향해서 폭이 넓어지면서 방사 형상으로 연장된다.
중간 부재(30)는 복수의 증기 구멍(36)과 복수의 환류 구멍(37)을 더 갖는다. 복수의 증기 구멍(36) 및 복수의 환류 구멍(37)은 모두 중간 부재(30)의 상면(제 1 면) 및 하면(제 2 면)을 관통한다.
복수의 증기 구멍(36)은 작동액의 증기의 유로의 일부로서 기능한다. 복수의 증기 구멍(36)은 이웃하는 2개의 접속부(33) 사이에 위치하고 있다. 즉, 복수의 증기 구멍(36)과 복수의 접속부(33)는 둘레 방향으로 교대로 위치하고 있다. 복수의 증기 구멍(36)은 복수의 접속부(33)와 마찬가지로, 서로 간격을 두고 중앙부(32)로부터 제 3 프레임 영역(230)을 향해서 폭이 넓어지면서 방사 형상으로 연장된다.
복수의 환류 구멍(37)은 작동액의 유로의 일부로서 기능한다. 환류 구멍(37)은 상술한 증기 구멍(36)과 비교해서 개구 면적이 작은 미세한 구멍이다. 구체적으로는, 환류 구멍(37)은 환류 구멍(37)을 통과하는 작동액에 모세관 현상을 발생시킬 수 있을 정도로 작다.
제 3 프레임 영역(230)에는 중간 부재(30)를 두께 방향(여기서는, Z축 방향)으로 관통하는 복수(여기서는, 2개)의 관통 구멍(141c, 151c)이 위치하고 있다. 관통 구멍(141c)은 연통로(14)에 있어서의 제 1 부위(141)의 일부를 구성하고, 관통 구멍(151c)은 연통로(15)에 있어서의 제 1 부위(151)의 일부를 구성한다.
도 5는 도 4에 나타내는 중간 부재(30)에 대하여 도 2에 나타내는 제 1 홈 형성 영역(110) 및 도 3에 나타내는 제 2 홈 형성 영역(120)을 중첩시킨 도면이다. 또한, 도 5에서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 연통로(14, 15)를 생략하고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)은 중간 부재(30)의 제 3 프레임 영역(230)과 중복된다. 즉, 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)은 중간 부재(30)에 있어서 복수의 증기 구멍(36) 및 복수의 환류 구멍(37)이 형성되는 영역(이하, 「구멍 형성 영역」이라고 기재한다)보다 외방으로 넓어져 있다.
이와 같이, 제 1 부재(10)의 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 부재(20)의 제 2 홈 형성 영역(120)을 중간 부재(30)의 구멍 형성 영역보다 넓게 함으로써, 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)을 구멍 형성 영역과 같은 정도로 한 경우와 비교해서, 방열 디바이스(1)의 내부 공간을 외방으로 넓힐 수 있다.
열원은 방열 디바이스(1)의 중앙부에 배치된다. 이 때문에, 방열 디바이스(1)의 온도는 열원으로부터 멀어질수록, 즉 방열 디바이스(1)의 외주부에 가까워질수록 낮아진다. 또한, 작동액의 증기는 저온 영역으로 이동함으로써 응축해서 액체가 된다. 따라서, 방열 디바이스(1)의 내부 공간을 외방으로 넓힘으로써, 작동액의 응축이 보다 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 드라이 아웃을 발생시키기 어렵게 할 수 있다.
또한, 여기서는 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)이 중간 부재(30)의 구멍 형성 영역보다 외방으로 넓어져 있는 경우의 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않으며, 중간 부재(30)의 구멍 형성 영역이 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)보다 외방으로 넓어져 있어도 좋다.
방열 디바이스(1)의 작동 영역(100)은 제 1 홈 형성 영역(110) 및 제 2 홈 형성 영역(120)에 의해 끼인 내부 공간을 갖고 있고, 이러한 내부 공간에는 작동액이 봉입되어 있다. 또한, 내부 공간 중 제 1 홈 형성 영역(110)과 제 2 홈 형성 영역(120) 사이에는 중간 부재(30)가 개재되어 있고, 이것에 의해 작동 영역(100)은 제 1 홈 형성 영역(110)과 중간 부재(30)에 의해 끼이는 제 1 공간과, 제 2 홈 형성 영역(120)과 중간 부재(30)에 의해 끼이는 제 2 공간으로 칸막이된다. 이들 제 1 공간과 제 2 공간은 중간 부재(30)에 형성된 증기 구멍(36) 및 환류 구멍(37)에 의해 연결되어 있다.
이어서, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 있어서의 작동액의 흐름에 대해서 도 6 및 도 7을 참조해서 설명한다. 도 6 및 도 7은 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 있어서의 작동액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6은 도 5에 나타내는 도면으로부터 제 3 프레임 영역(230)을 생략한 도면이며, 도 7은 도 6에 있어서의 VII-VII 화살표 방향으로 본 단면도이다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 증기의 흐름을 흰색 화살표로 나타내고, 액체의 흐름을 검은색 화살표로 나타내고 있다.
작동액은 열원에 의해 가열됨으로써 기화해서 증기가 된다. 상술한 바와 같이, 열원은 제 1 부재(10)(도 1, 도 2 참조)의 상면(제 5 면)의 중앙부에 배치된다. 이 때문에, 작동액의 증기는 제 1 공간(제 1 부재(10)와 중간 부재(30)에서 끼인 공간)의 중앙부에 있어서 발생한다.
작동액의 증기는 제 1 홈 형성 영역(110)의 제 1 홈부(11)를 통과해서 방열 디바이스(1)의 면 내 방향(XY 평면 방향)으로 확산하면서(도 6에 나타내는 흰색 화살표 참조), 복수의 증기 구멍(36)을 통과해서 제 2 공간(제 2 부재(20)와 중간 부재(30)에서 끼인 공간)으로 이동한다(도 7에 나타내는 흰색 화살표 참조).
제 2 공간으로 이동한 증기는 온도의 저하에 의해 응축해서 액체가 된다. 액체화한 작동액은 제 2 홈부(21)의 모세관력에 의해, 제 2 홈 형성 영역(120)을 방열 디바이스(1)의 중앙부를 향해서 이동한다(도 6에 나타내는 검은색 화살표 참조). 이 과정에 있어서, 작동액은 환류 구멍(37)으로 들어가서, 환류 구멍(37)의 모세관력에 의해 제 1 공간으로 되돌려진다(도 7에 나타내는 검은색 화살표 참조). 이상의 사이클이 반복됨으로써, 방열 디바이스(1)는 열원으로부터 열을 이동시킬 수 있다.
이어서, 연통로(14, 15)의 구성에 대해서 도 8을 참조해서 설명한다. 도 8은 연통로(14)의 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 8에서는 일례로서, 연통로(14)를 도시하고 있지만, 연통로(15)도 연통로(14)와 마찬가지의 구성을 갖는다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 연통로(14)는 작동 영역(100)의 내부 공간을 외부와 연통한다. 연통로(14)는 용기(2)의 두께 방향(여기서는, Z축 방향)으로 연장되어 외부로 개구하는 제 1 부위(141)와, 용기(2)의 면 방향(여기서는, Y축 방향)으로 연장되어 작동 영역(100)의 내부 공간으로 개구하는 제 2 부위(142)를 갖는다.
제 1 부위(141)는 제 1 부재(10)의 관통 구멍(141a), 제 2 부재(20)의 오목부(141b) 및 중간 부재(30)의 관통 구멍(141c)에 의해 형성된다. 또한, 제 2 부위(142)는 제 2 부재(20)의 홈부(142b)와 중간 부재(30)의 하면(302)(제 2 면)에 의해 형성된다. 또한, 도 8에서는 연통로(14)의 오목부(141b)가 제 2 부위(142)의 홈부(142b)보다 오목하게 되어 있는 경우의 예를 나타냈지만, 오목부(141b)와 홈부(142b)는 동일 높이의 면이어도 좋다.
이와 같이, 연통로(14)는 제 1 방향(여기서는, Z축 방향)으로 연장되는 제 1 부위(141)와, 제 1 방향과 교차하는 방향(여기서는, Y축 방향)으로 연장되는 제 2 부위(142)를 갖는다. 환언하면, 연통로(14)는 굴곡되어 있다. 따라서, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 의하면, 작동 영역(100)에 있어서 높은 압력이 발생한 경우라도 밀봉부(5)에 높은 압력이 가해지기 어렵기 때문에 신뢰성이 높다.
제 1 부위(141)는 제 1 부재(10)의 상면으로 개구하고 있고, 프레임 영역(200)에 있어서 작동 영역(100)의 제 1 공간 및 제 2 공간에 걸쳐 연장되어 있다. 그리고, 제 2 부위(142)는 프레임 영역(200)에 있어서 작동 영역(100)의 제 2 공간측에 위치하고 있다.
방열 디바이스(1)에서는 제 1 공간 및 제 2 공간 중 제 1 공간측이 고압이 된다. 환언하면, 제 1 공간 및 제 2 공간 중 제 2 공간측은 상대적으로 압력이 낮다. 따라서, 제 2 공간측에 제 2 부위(142)가 위치하고 있음으로써, 연통로(14)에 높은 압력이 가해지는 것을 억제할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 연통로(14)는 연통로(15)와의 사이에서 작동 영역(100)을 끼우도록 위치하고 있다. 2개의 연통로(14, 15)를 이와 같이 배치함으로써, 예를 들면 2개의 연통로(14, 15)가 횡배열로 배치되는 경우와 비교해서, 내구성이 국소적으로 낮아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 연통로(14)에 있어서의 제 1 부위(141) 중, 관통 구멍(141a)은 제 1 개구를 갖고, 외부로 개구하는 제 1 통로(141a)에 상당한다. 또한, 관통 구멍(141c)은 관통 구멍(141a)에 연속되고, 상기 제 1 통로보다 지름이 작은 제 2 통로(141c)에 상당한다.
이어서, 밀봉부(5)의 구성에 대해서 설명한다. 도 9는 밀봉부(5)의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 밀봉부(5)는 괴상체(51)와 환상체(52)를 갖는다. 괴상체(51) 및 환상체(52)는 밀봉부(5)의 코어부 및 플랜지부를 구성한다. 괴상체(51) 및 환상체(52)는 예를 들면 금속으로 이루어진다. 괴상체(51) 및 환상체(52)를 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 Cu(구리)를 들 수 있다. 또한, 괴상체(51) 및 환상체(52)는 Cu 이외의 금속으로 구성되어도 좋다. Cu 이외의 금속으로서는, 예를 들면 Al, Cr, Ni, Co, Sn, Au, Fe, Co 등을 들 수 있다. 또한, 괴상체(51) 및 환상체(52)를 구성하는 금속으로서는, Cu, Al, Cr, Ni, Co, Sn, Au, Fe, Co 중 적어도 2개를 포함하는 합금, 예를 들면 스테인리스여도 좋다. 또한, 괴상체(51) 및 환상체(52)를 구성하는 금속으로서는, Cu를 주성분으로 하는 금속인 것이 바람직하다. 주성분은 예를 들면, 그 재료의 50질량% 이상 또는 80질량% 이상을 차지하는 재료이다.
괴상체(51)는 괴상의 부재이다. 예를 들면, 괴상체(51)는 대략 구체 형상이다. 실시형태에 있어서, 괴상체(51)는 제 1 부재(10)의 두께 방향에 있어서의 제 1 단부(여기서는, 괴상체(51)의 상단부) 및 제 2 단부(여기서는, 괴상체(51)의 하단부)에, 각각 평탄면(511, 512)을 갖고 있다. 평탄면(511, 512)은 서로 평행하다. 평탄면(511, 512)과 수직인 단면으로 괴상체(51)를 자른 단면시(즉, 도 9에 나타내는 단면시)에 있어서, 평탄면(511, 512)은 볼록 형상의 곡면으로 연결되어 있다. 이와 같이, 실시형태에 의한 괴상체(51)는 제 1 단부 및 제 2 단부에 평탄면(511, 512)을 갖는 구체이다.
환상체(52)는 관통 구멍(141a)에 있어서의 외부측의 개구(제 1 개구의 일례)의 개구 지름(제 1 부재(10)의 상면에 있어서의 지름)보다 지름이 작은 개구(520)(제 2 개구의 일례)를 갖고, 개구(520)와 관통 구멍(141a)의 제 1 개구가 겹치도록 제 1 부재(10) 위에 위치하고 있다.
환상체(52)는 제 1 부재(10)의 상면에 위치하는 제 1 부위(521)와, 관통 구멍(141a)의 벽면에 위치하는 제 2 부위(522)를 갖는다. 제 1 부위(521)는 박판상의 부위이며, 제 1 부재(10)의 상면을 따라서 연장되어 있다. 제 1 부위(521)는 예를 들면 경납재 등의 접합재로 이루어지는 접합층(55)에 의해 제 1 부재(10)의 상면에 접합되어 있다.
제 1 부위(521)는 평면시에 있어서 대략 링 형상이며, 중앙부에는 개구(520)가 위치하고 있다. 제 2 부위(522)는 개구(520)의 가장자리부로부터 관통 구멍(141a)의 심부를 향해서 연장되는 부위이다. 또한, 관통 구멍(141a)의 심부란, 개구(520)의 가장자리부보다 관통 구멍(141a)의 보다 깊은 장소이면 되고, 특정(어느 1개의) 부위에 한정되는 것은 아니다. 제 2 부위(522)는 관통 구멍(141a)의 벽면을 따라서 연장되어 있다. 또한, 제 2 부위(522)는 반드시 관통 구멍(141a)의 벽면을 따르고 있는 것을 요하지 않는다. 또한, 제 2 부위(522)는 반드시 관통 구멍(141a)의 벽면과 접해 있는 것을 요하지 않으며, 제 2 부위(522)와 관통 구멍(141a)의 벽면 사이에 간극이 있어도 좋다.
도 10은 도 9에 나타내는 X-X선 화살표 방향으로 볼 때에 있어서의 모식적인 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 환상체(52)가 갖는 제 2 부위(522)는 제 1 부재(10)와 괴상체(51) 사이에 위치하고 있다. 괴상체(51)는 제 2 부위(522)보다 관통 구멍(141a)의 지름 방향 내방에 위치하고, 전체 둘레에 걸쳐서 제 2 부위(522)와 접촉하고 있다. 또한, 괴상체(51)는 제 2 부위(522)와의 접촉 부위에 있어서 환상체(52)와 물리적으로 일체화되어 있다. 여기서, 「물리적으로 일체화되어 있다」란, 괴상체(51)와 환상체(52)가 물리적으로 간극 없이 접합되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「물리적으로 일체화되어 있다」란, 확산 접합의 비율이 제로 또는 적은 것을 의미한다.
괴상체(51)는 제 2 부위(522)를 관통 구멍(141a)의 벽면을 향해서 압박하고 있다. 환언하면, 괴상체(51)는 제 2 부위(522)를 개재해서 관통 구멍(141a)을 압박하고 있다. 상술한 바와 같이, 제 2 부위(522)는 반드시 관통 구멍(141a)의 벽면과 접촉하고 있지 않아도 좋다. 이 경우에도, 제 1 부위(521)와 제 1 부재(10)의 상면이 접합재에 의해 접합되어 있기 때문에, 방열 디바이스(1)의 밀폐성이 손상되는 경우는 없다.
이와 같이, 실시형태에 의한 밀봉부(5)는 괴상체(51)와 환상체(52)로 관통 구멍(141a)을 막음으로써, 방열 디바이스(1)를 밀봉하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들면 괴상체(51)만을 이용해서 관통 구멍(141a)을 막는 경우, 즉 금속과 세라믹스 사이에서 밀봉을 행하는 경우와 비교해서, 제 1 부재(10)에 크랙이 발생하는 것을 억제하면서, 관통 구멍(141a)을 막을 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 밀봉부(5)는 환상체(52) 중 관통 구멍(141a)의 내부에 위치하는 제 2 부위(522)와 괴상체(51)로 관통 구멍(141a)을 막고 있다. 이러한 구성에 의하면, 괴상체(51)와 제 2 부위(522)가 서로가 서로를 압박하도록 작용함으로써, 방열 디바이스(1)의 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 괴상체(51)는 관통 구멍(141a)으로 들어가 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 예를 들면 관통 구멍(141a)의 벽면에 작동액이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 있어서, 제 2 통로로서의 관통 구멍(141c)은 괴상체(51)의 하방에 위치하고 있다. 환언하면, 방열 디바이스(1)를 평면으로 본 경우에, 관통 구멍(141c)은 괴상체(51)와 중복되는 위치에 형성되어 있다. 그리고, 실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 괴상체(51)는 관통 구멍(141c)을 막고 있다. 구체적으로는, 괴상체(51)는 평탄면(511)을 갖고 있고, 이러한 평탄면(511)에 있어서 관통 구멍(141c)의 개구부를 막고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 연통로(14)(관통 구멍(141a))로의 작동액의 침입을 보다 확실히 억제할 수 있다. 또한, 방열 디바이스(1)의 밀폐성을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 여기서는 도시를 생략하지만, 중간 부재(30)의 상면(제 1 면)에는 괴상체(51)의 평탄면(511)과 대향하는 위치에 복수의 요철이 위치하고 있어도 좋다. 이러한 경우, 괴상체(51)의 수평 방향(방열 디바이스(1)의 두께 방향과 직교하는 방향)으로의 위치 편차를 억제할 수 있다.
실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 있어서, 관통 구멍(141c)은 세라믹으로 이루어지는 중간 부재(30)에 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 괴상체(51)를 연통로(14)에 압입했을 때에, 괴상체(51)가 중간 부재(30)에 접촉한 경우라도, 상기 접촉 개소에 관통 구멍(141c)이 형성되어 있지 않은 경우와 비교해서, 중간 부재(30)의 크랙을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)는 세라믹제의 밀폐 용기이다. 즉, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)는 세라믹으로 이루어진다.
세라믹스는 금속과 비교해서 대체로 영률이 크며, 환언하면 강성이 높다. 금속제인 밀봉부(5)의 괴상체(51)(금속 덩어리)는 열에 의해 연통로(14)(관통 구멍(141a))를 확장하는 방향으로 변형된다. 만일 방열 디바이스가 금속제인 경우, 괴상체(51)가 연통로(14)를 확장하는 방향으로 변형되면, 이 변형에 따라 관통 구멍(141a)도 지름 확대 방향으로 변형되기 쉽다. 이것에 대하여, 세라믹제인 방열 디바이스(1)는 괴상체(51)가 관통 구멍(141a)을 확장하는 방향으로 변행되었다고 해도, 금속제의 방열 디바이스와 비교해서, 관통 구멍(141a)이 변형되기 어렵다. 따라서, 세라믹제의 방열 디바이스(1)는 금속제의 방열 디바이스와 비교해서, 온도 변화(특히, 온도 상승)에 대한 밀폐성의 확보가 용이하다.
또한, 다른 관점에 의하면, 세라믹은 예를 들면 W(텅스텐), Mo(몰리브덴), Ti(티탄), Nb(니오브), Zr(지르코늄) 등의 일부의 금속을 제외한 대다수의 금속과 비교해서 열팽창계수가 작다. 즉, 세라믹제인 방열 디바이스(1)는 금속제의 방열 디바이스와 비교해서 열변형되기 어렵다. 이 때문에, 세라믹제의 방열 디바이스(1)는 금속제의 방열 디바이스와 비교해서, 괴상체(51)가 환상체(52)를 개재해서 관통 구멍(141a)을 압박하고 있는 상태가 유지되기 쉽다. 따라서, 세라믹제의 방열 디바이스(1)에 의하면, 금속제의 방열 디바이스와 비교해서, 열사이클에 대한 밀폐성의 확보가 용이하다. 또한, 세라믹제의 방열 디바이스(1)에 의하면, 금속제의 방열 디바이스와 비교해서, 산이나 고온 수증기에 노출되어도 부식되기 어렵고, 또한 고온에서도 산화하기 어렵다.
또한, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)를 구성하는 세라믹의 예에 대해서는, 상술한 바와 같이 알루미나, 지르코니아 및 탄화규소 등을 들 수 있다. 이들 세라믹 중, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)를 구성하는 세라믹으로서는, 저렴하고 환경에의 피해가 적으며, 가공성이 우수하다고 하는 점에서 알루미나가 이용되는 것이 바람직하다.
실시형태에 의한 방열 디바이스(1)의 내부는 제 1 부재(10)의 상면(제 5 면)에 열원이 배치되어 있지 않은 상태에서는 감압 상태(진공을 포함한다)이다. 한편, 제 1 부재(10)의 상면에 열원이 배치되면, 작동액이 기화해서 체적 팽창함으로써, 방열 디바이스(1)의 내부는 가압 상태가 된다. 이와 같이, 방열 디바이스(1)의 내부의 압력 상태는 열원의 유무에 따라서 감압 상태와 가압 상태 사이에서 교대로 변화한다.
이것에 대하여, 실시형태에 의한 밀봉부(5)는 괴상체(51)에 의해 환상체(52)를 연통로(14)의 벽면을 향해서 압박하고 있기 때문에, 감압 상태에 있어서의 밀폐성 및 가압 상태에 있어서의 밀폐성의 쌍방을 확보하는 것이 용이하다.
또한, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 연통로(14)의 관통 구멍(141a)은 제 1 부재(10)의 상면으로부터 하면(제 3 면)을 향해서 지름 확대되는 테이퍼 형상을 갖는다. 이러한 구성으로 함으로써, 방열 디바이스(1)의 내부가 가압 상태가 된 경우라도, 괴상체(51)가 연통로(14)로부터 보다 빠지기 어려워지기 때문에, 가압 상태에 있어서의 밀폐성을 보다 확실히 확보할 수 있다.
또한, 본 예에 한정되지 않으며, 연통로(14)의 관통 구멍(141a)은 제 1 부재(10)의 상면으로부터 하면(제 3 면)을 향해서 지름 축소되는 테이퍼 형상을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 괴상체(51)를 관통 구멍(141a) 내에 압입할 때에, 관통 구멍(141a)에 가해지는 응력을 제 1 부재(10)의 두께 방향으로도 분산시킬 수 있기 때문에, 괴상체(51)의 압입시에 관통 구멍(141a)에 크랙이 발생하기 어렵게 할 수 있다.
실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 환상체(52)는 제 1 부위(521)를 갖고 있고, 제 1 부위(521)는 관통 구멍(141a) 주위에 있어서 제 1 부재(10)의 상면에 접합되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 관통 구멍(141a) 주위로부터 균열이 발생하거나 진전되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 환상체(52)가 갖는 개구(520)의 지름은 관통 구멍(141a)의 지름보다 작다. 환언하면, 환상체(52)가 갖는 제 1 부위(521)는 관통 구멍(141a)의 개구 가장자리부(즉, 제 1 개구의 가장자리부)보다 관통 구멍(141a)의 지름 방향 내방으로 연장되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 관통 구멍(141a) 주위, 특히 관통 구멍(141a)의 개구 가장자리로부터 균열이 발생하거나 진전되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 환상체(52)는 접합층(55)을 통해서 제 1 부재(10)의 상면과 접합되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 제 1 부재(10)의 상면과 밀봉부(5)의 밀폐성을 높일 수 있다.
실시형태에 의한 밀봉부(5)에 있어서, 괴상체(51)와 환상체(52)를 비교한 경우, 제 1 부재(10)의 상면으로부터의 돌출량(돌출 높이)은 환상체(52)보다 괴상체(51)가 많다(높다). 즉, 괴상체(51)는 환상체(52)보다 제 1 부재(10)의 상면으로부터 돌출되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 괴상체(51)의 상면에 열원이 배치된 경우에, 괴상체(51)를 열원에 접촉시키는 것이 용이해진다. 금속으로 이루어지는 괴상체(51)를 열원에 접촉시킴으로써, 괴상체(51)를 통해서 방열 디바이스(1)의 내부에 열을 전달하기 쉬워지기 때문에, 방열 디바이스(1)의 열교환 효율을 높일 수 있다.
또한, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 있어서, 용기(2)에 가해지고 있는 응력은 용기(2)의 파괴 강도를 초과하고 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 괴상체(51)에 의해 용기(2)에 가해지고 있는 잔류 응력 중, 환상체(52)에 접해 있지 않은 영역의 잔류 응력은 환상체(52)에 접해 있는 영역의 잔류 응력보다 큰 것이 바람직하다.
도 11은 환상체(52)의 구성의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 환상체(52) 중, 제 2 부위(522)의 두께(T2)는 제 1 부위(521)의 두께(T1)보다 얇아도 좋다. 괴상체(51)는 환상체(52)를 압박하는 방향으로 응력을 가하고 있다. 이 응력은 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)에 집중됨으로써, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)에 크랙을 발생시킬 우려가 있다. 이것에 대하여, 제 2 부위(522)의 두께(T2)를 제 1 부위(521)의 두께(T1)보다 얇게 한 경우, 제 2 부위(522)의 탄성 변형량이 상대적으로 적어짐으로써, 응력 집중이 완화되기 때문에, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)는 이격되어 있어도 좋다. 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)는 단면시에 있어서 R 형상으로 모따기된 형상이어도 좋다. 환언하면, 개구 가장자리부(101)는 단면시에 있어서 볼록 형상으로 만곡되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)의 코너부 사이에 간극을 형성할 수 있다. 즉, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)를 이격시킬 수 있다.
이와 같이, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)를 이격시킴으로써, 제 1 부재(10)와 환상체(52)의 열팽창차에 의한 응력이 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)에 전달되기 어려워지기 때문에, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)에 크랙을 발생시키기 어렵게 할 수 있다.
도 12 및 도 13은 환상체(52)의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 환상체(52)는 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 대향하는 제 1 부위(521)와 제 2 부위(522)의 코너부에 오목부(527)를 갖고 있어도 좋다. 오목부(527)는 둘레 형상으로 연장되어 있고, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)로부터 멀어지는 방향으로 오목하게 되어 있다. 이러한 경우에도, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)를 이격시킬 수 있다. 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 환상체(52)는 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 대향하는 제 1 부위(521)와 제 2 부위(522)의 코너부(523)가 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)보다 연통로(14)의 지름 방향 내방에 위치하고 있어도 좋다. 이러한 경우에도, 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)와 환상체(52)를 이격시킬 수 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 부위(522)의 선단부(525)는 끝이 가늘어지는 형상을 갖고 있어도 좋다. 환언하면, 제 2 부위(522)의 선단부(525)는 선단을 향해서 두께가 얇아지는 형상이어도 좋다. 이와 같이, 제 2 부위(522)의 선단부(525)를 끝이 가늘어지는 형상으로 함으로써, 괴상체(51)에 의해 관통 구멍(141a)의 벽면을 지름 확대하는 응력 집중이 완화되기 때문에, 관통 구멍(141a)의 벽면에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 부위(522)에 있어서의 선단부(525)의 최선단은 관통 구멍(141a)의 벽면측에 가까이 있어도 좋다. 환상체(52)의 제 2 부위(522)가 관통 구멍(141a)에 접촉하고 있는 경우에 있어서, 제 2 부위(522)의 최선단이 관통 구멍(141a)의 벽면측에 가까이 있으면, 제 2 부위(522)와 관통 구멍(141a)의 벽면의 접촉 면적이 크기 때문에, 방열 디바이스(1)의 밀폐성이 높다.
도 14 및 도 15는 환상체(52)의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 부위(522)에 있어서의 선단부(525)의 최선단은 괴상체(51)측에 가까이 있어도 좋다. 이 경우, 제 2 부위(522)와 괴상체(51)의 접촉 면적이 크기 때문에, 방열 디바이스(1)의 밀폐성이 높다. 또한, 제 2 부위(522)의 선단부(525)는 도 11∼도 14에 나타내는 바와 같이, 단면시에 있어서 볼록 형상으로 만곡되어 있어도 좋고, 도 15에 나타내는 바와 같이, 단면시에 있어서 오목 형상으로 만곡되어 있어도 좋다.
도 16 및 도 17은 괴상체(51)의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 괴상체(51)는 제 2 단부(여기서는, 괴상체(51)의 하단부)가 관통 구멍(141c)으로 들어가 있어도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 관통 구멍(141a)으로의 작동액의 침입을 보다 확실히 억제할 수 있다. 또한, 방열 디바이스(1)의 밀폐성을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 괴상체(51)는 중간 부재(30)의 상면(제 1 면)으로부터 이격되어 있어도 좋다. 이 경우, 괴상체(51)는 제 1 단부(여기서는, 괴상체(51)의 상단부) 및 제 2 단부(여기서는, 괴상체(51)의 하단부) 중, 제 1 단부에만 평탄면(512)을 갖고 있어도 좋다.
도 18은 괴상체(51) 및 환상체(52)의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 환상체(52)는 제 1 부위(521)만으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 괴상체(51)는 환상체(52)에 있어서의 개구(520)의 벽면과 접촉하고 있고, 이러한 접촉부에 있어서 환상체(52)와 물리적으로 일체화되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 연통로(14) 주위, 특히 연통로(14)의 개구 가장자리부(101)로부터 크랙이 발생하거나 진전되거나 하는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 이와 같이, 환상체(52)는 반드시 제 2 부위(522)를 갖고 있는 것을 요하지 않는다.
도 19는 연통로(14)의 구성의 다른 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 연통로(14)는 작동 영역(100)에 위치하고 있어도 좋다. 이 경우, 연통로(14)는 상술한 관통 구멍(141a)(예를 들면 도 8 참조)에 상당하는 부분만으로 이루어져 있어도 좋다. 도 19에서는 괴상체(51)가 제 2 부재(20)의 상면으로부터 들뜬 상태로 되어 있지만, 괴상체(51)는 제 2 부재(20)의 상면에 접해 있어도 좋다.
이어서, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다. 우선, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)의 원료를 이용하여, 닥터 블레이드법 또는 롤 콤팩션법 등으로 그린 시트를 형성하고, 복수의 그린 시트를 적층함으로써 적층체를 얻는다.
계속해서, 얻어진 적층체에 대하여 레이저 가공이나 금형에 의한 타발을 실시함으로써, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)의 각 성형체를 얻는다. 예를 들면, 적층체에 대하여 레이저 가공을 실시함으로써, 관통 구멍(141c, 151c), 복수의 증기 구멍(36) 및 복수의 환류 구멍(37)이 형성된 중간 부재(30)의 성형체를 얻을 수 있다. 또한, 얻어진 적층체에 대하여 레이저 가공을 실시함으로써, 관통 구멍(141a, 151a) 및 제 1 홈 형성 영역(110)이 형성된 제 1 부재(10)의 성형체가 얻어진다. 또한, 얻어진 적층체에 대하여 레이저 가공을 실시함으로써, 오목부(141b, 151b), 홈부(142b, 152b) 및 제 2 홈 형성 영역(120)이 형성된 제 2 부재(20)의 성형체가 얻어진다.
계속해서, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)의 각 성형체를 제 2 부재(20), 중간 부재(30) 및 제 1 부재(10)의 순번으로 적층해서 소성함으로써, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)가 일체화된 용기(2)의 소결체가 얻어진다. 이와 같이, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)는 일체 성형된다. 따라서, 접착제 등이 불필요하기 때문에, 신뢰성이 높은 방열 디바이스(1)를 얻을 수 있다.
또한, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)의 각 성형체를 얻는 방법으로서는, 상술한 방법에 한정되지 않으며, 예를 들면 그린 시트에 가공을 실시한 후, 그린 시트를 적층함으로써 각 성형체를 얻는 것이어도 좋다. 또한, 상술한 예에서는 제 1 부재(10), 제 2 부재(20) 및 중간 부재(30)의 각 성형체를 개별로 제작한 후, 이들을 적층함으로써 용기(2)의 성형체를 얻는 것으로 했지만, 예를 들면 가공된 그린 시트를 순차 적층함으로써 용기(2)의 성형체를 얻는 것으로 해도 좋다.
계속해서, 예를 들면 연통로(14, 15) 중 일방으로부터 소결체의 내부에 작동액을 주입한다. 소결체의 내부에 존재하는 기체는 작동액의 주입에 수반하여 연통로(14, 15) 중 타방으로부터 외부로 배출된다.
계속해서, 진공 펌프 등의 감압 장치를 이용하여, 연통로(14, 15)를 통해서 소결체의 내부를 진공 배기한다. 또한, 소결체의 내부는 진공 상태인 것이 바람직하지만, 엄밀히 진공 상태인 것을 요하지 않으며, 예를 들면 진공 상태에 가까운 감압 상태여도 좋다.
계속해서, 소결체의 내부가 진공 배기된 상태로 연통로(14, 15)를 밀봉한다. 이 밀봉 공정의 일례에 대해서 도 20∼도 22를 참조해서 설명한다. 도 20∼도 22는 밀봉 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 20에 나타내는 압입 전 환상체(52X)와, 도 21에 나타내는 압입 전 괴상체(51X)를 준비한다. 압입 전 환상체(52X)는 예를 들면 박판상의 금속이며, 중앙부로 개구(520X)를 갖는다. 이와 같은 압입 전 환상체(52X)로서는, 예를 들면 금속제의 워셔를 이용할 수 있다. 또한, 압입 전 괴상체(51X)는 예를 들면 구체 형상의 금속이다. 압입 전 괴상체(51X)의 지름은 개구(520X)의 지름보다 크고, 연통로(14)의 지름보다 작다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 압입 전 환상체(52X)를 접합층(55)을 통해서 제 1 부재(10)의 상면에 접합한다. 또한, 압입 전 환상체(52X)는 개구(520X)의 중심이 연통로(14)에 있어서의 관통 구멍(141a)의 중심과 일치하도록 제 1 부재(10)의 상면에 적재된다. 개구(520X)의 지름은 관통 구멍(141a)의 지름보다 작고, 개구(520X)측에 위치하는 압입 전 환상체(52X)의 일부는 연통로(14)의 개구 가장자리부보다 연통로(14)의 지름 방향 내방으로 연장되어 있다. 압입 전 환상체(52X) 중, 연통로(14)의 개구 가장자리부보다 연통로(14)의 지름 방향 내방으로 연장되어 있는 부분에는 접합층(55)이 위치하고 있지 않다.
계속해서, 도 21에 나타내는 바와 같이, 압입 전 환상체(52X)의 개구(520X) 위에 압입 전 괴상체(51X)를 적재한다. 그리고, 도 22에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 프레스 장치(300)를 이용하여, 압입 전 괴상체(51X)에 상방으로부터 압입 전 괴상체(51X)를 압박한다. 이것에 의해, 압입 전 괴상체(51X)는 관통 구멍(141a)에 압입된다. 압입 전 환상체(52X)는 압입 전 괴상체(51X)의 압입에 수반하여, 개구(520X)의 주변이 관통 구멍(141a)의 내부를 향해서 절곡되도록 변형된다. 이것에 의해, 압입 전 환상체(52X)는 제 1 부위(521) 및 제 2 부위(522)를 갖는 환상체(52)가 된다. 또한, 압입 전 괴상체(51X)는 프레스 장치(300)의 프레스면에 상단부가 압박됨으로써, 평탄면(512)을 갖는 괴상체(51)가 된다. 또한, 압입 전 괴상체(51X)는 중간 부재(30)의 상면에 접촉할 때까지 압입된 경우, 평탄면(511)을 갖는 괴상체(51)가 된다.
압입 전 괴상체(51X)는 관통 구멍(141a)에 압입될 때, 압입 전 환상체(52X)에 대하여 응력을 가하면서, 압입 전 환상체(52X)와 서로 스친다. 이것에 의해, 압입 전 괴상체(51X)는 압입 전 환상체(52X)와 간극 없이 접합된다. 즉, 괴상체(51)와 환상체(52)가 물리적으로 일체화된다. 이와 같이 하여, 연통로(14, 15)는 밀봉부(5)에 의해 밀봉되어, 방열 디바이스(1)가 얻어진다.
(실시예)
제 1 부재, 제 2 부재 및 제 3 부재에 알루미나를 이용하고, 환상체 및 환상체에 Cu(구리)를 이용하여, 상술한 제조 방법에 의해 방열 디바이스를 제조했다. 제조한 방열 디바이스(이하, 「실시예에 의한 방열 디바이스」라고 기재한다)의 치수는 이하와 같다.
외측 치수(폭×길이×두께): 50㎜×50㎜×0.5㎜
홈 형성 영역보다 외방에 위치하는 프레임 영역의 폭: 10㎜
관통 구멍의 개구 지름: 1.7㎜
압입 전 환상체의 치수(외경×내경×두께): 8㎜×0.9㎜×0.2㎜
압입 전 괴상체의 외경: 1.2㎜
그리고, 실시예에 의한 방열 디바이스의 밀폐성에 대해서 시험을 행했다. 구체적으로는, 실시예에 의한 방열 디바이스를 진공 중에 소정 시간(수일간) 방치하고, 그 전후에 있어서의 중량의 변화의 유무를 확인했다. 이 결과, 실시예에 의한 방열 디바이스에는 진공 중에 방치하기 전과 방치한 후에서 중량의 변화가 보이지 않았다. 이것은 방열 디바이스의 내부 공간에 위치하는 작동액이 방열 디바이스의 외부로 누설되지 않은 것을 의미하고 있다. 이 결과로부터, 실시예에 의한 방열 디바이스의 밀폐성이 확보되어 있는 것이 확인되었다.
(제 1 변형예)
도 23은 제 1 변형예에 의한 방열 디바이스(1)의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 방열 디바이스(1)의 용기(2)는 제 1 부재(10)의 상면(111)(제 5 면)에 패임면(112)을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 관통 구멍(141a)(개구부의 일례)은 패임면(112)으로 개구하고 있어도 좋다. 또한, 플랜지부의 일부인 환상체(52)의 제 1 부위(521)는 패임면(112)에 위치하고 있어도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 방열 디바이스(1)를 박형화할 수 있다. 또한, 이 경우, 밀봉부(5)의 평탄면(512)(밀봉부(5) 중 패임면(112)으로부터 가장 돌출된 면)은 제 1 부재(10)의 상면(111)보다 낮아도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 방열 디바이스(1)의 추가적인 박형화를 도모할 수 있다.
(제 2 변형예)
상술한 실시형태에서는 밀봉부(5)가 괴상체(51) 및 환상체(52)의 2개의 부재를 포함하는 경우의 예에 대해서 설명했지만, 밀봉부(5)는 단일의 부재여도 좋다. 이 경우의 예에 대해서 도 24를 참조해서 설명한다. 도 24는 제 2 변형예에 의한 방열 디바이스(1)의 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 24에 나타내는 바와 같이, 방열 디바이스(1)가 구비하는 밀봉부(5)는 코어부(501)와, 코어부(501)와 연결되는 플랜지부(502)를 갖는다. 코어부(501)는 밀봉부(5) 중, 개구부(115)의 내부에 위치하는 부분이며, 플랜지부(502)는 개구부(115)의 외부에 위치하는 부분이다. 코어부(501) 및 플랜지부(502)의 경계 부분은 개구부(115)의 가장자리부(116)이다. 즉, 도 24에 있어서, 개구부(115)의 가장자리부(116)보다 하측에 위치하는 부분이 코어부(501)이며, 상측에 위치하는 부분이 플랜지부(502)이다.
플랜지부(502)는 개구부(115) 주위에서 용기(2)와 접합되어 있다. 구체적으로는, 플랜지부(502)는 개구부(115) 주위에 위치하는 용기(2)의 상면(111)에 대하여 접합층(55)을 통해서 접합되어 있다.
코어부(501)의 일부는 개구부(115)의 벽면에 접촉하고 있다. 구체적으로는, 코어부(501)는 본체부(505)와, 본체부(505)의 전체 둘레에 걸쳐서 위치하고, 플랜지부(502)와 연결되는 대경부(506)를 갖는다. 대경부(506)는 전체 둘레에 걸쳐서 플랜지부(502)와 연결되어 있다.
상술한 실시형태에서는 관통 구멍(141a, 151a)이 테이퍼 형상을 갖는 경우의 예에 대해서 설명했지만, 관통 구멍(141a, 151a)의 형상은 테이퍼 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 관통 구멍(141a, 151a)의 형상은 지름이 대략 일정한 스트레이트 형상이어도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는 괴상체(51)가 대략 구체 형상인 경우의 예에 대해서 설명했지만, 괴상체(51)는 반드시 구체 형상인 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 괴상체(51)는 쐐기 형상, 즉 괴상체(51)는 방열 디바이스(1)의 외부에 노출되는 제 1 단부(여기서는, 괴상체(51)의 상단부)로부터 연통로(14)의 내부에 위치하는 제 2 단부(여기서는, 괴상체(51)의 하단부)를 향해서 점차 폭이 좁아지는 형상을 갖고 있어도 좋다.
상술해 온 바와 같이, 실시형태에 의한 열디바이스(일례로서, 방열 디바이스(1))는 상변태 물질(일례로서, 작동액)의 잠열을 이용한 열디바이스이다. 실시형태에 의한 열디바이스는 세라믹제의 용기(일례로서, 용기(2))와, 밀봉부(일례로서, 밀봉부(5))를 갖는다. 세라믹제의 용기는 상변태 물질이 봉입된 상변태 영역(일례로서, 작동 영역(100))과, 상변태 영역을 외부와 연통하는 연통로(일례로서, 연통로(14, 15))를 갖는다. 밀봉부는 연통로를 막는다. 또한, 밀봉부는 금속제의 환상체(일례로서, 환상체(52))와, 괴상체(일례로서, 괴상체(51))를 갖는다. 환상체는 연통로보다 지름이 작은 개구를 갖고, 개구가 연통로와 겹치도록 용기 위에 위치한다. 괴상체는 환상체보다 연통로의 지름 방향 내방에 위치하고, 전체 둘레에 걸쳐서 환상체와 접촉함과 아울러 접촉 부위에 있어서 환상체와 일체화되어 있다.
따라서, 실시형태에 의한 열디바이스에 의하면, 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의한 열디바이스는 방열 디바이스에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 개시에 의한 열디바이스는 축열재(상변태 물질의 일례)의 상변태에 수반하는 잠열을 열에너지로서 축적하는 축열 디바이스여도 좋다. 이 경우, 축열재는 고액 상변태를 행하는 것이나 고고 상변태를 행하는 것이 이용된다. 이와 같이, 상변태 물질은 반드시 기액 상변태를 행하는 것을 요하지 않는다. 환언하면, 상변태 물질은 반드시 액체인 것을 요하지 않으며, 고체여도 좋다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시형태는 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
1: 방열 디바이스
5: 밀봉부
10: 제 1 부재
11: 제 1 홈부
11a: 제 1 오목부
11b: 제 1 볼록부
14, 15: 연통로
20: 제 2 부재
21: 제 2 홈부
21a: 제 2 오목부
21b: 제 2 볼록부
30: 중간 부재
36: 증기 구멍
37: 환류 구멍
51: 괴상체
52: 환상체
100: 작동 영역
141: 제 1 부위
141a: 관통 구멍, 제 1 통로
141b: 오목부
141c: 관통 구멍, 제 2 통로
142: 제 2 부위
142a: 개별 통로
200: 프레임 영역
501: 코어부
502: 플랜지부
520: 개구

Claims (11)

  1. 내부 공간과, 상기 내부 공간과 연결되는 개구부와, 상기 내부 공간과 상기 개구부를 연결하는 연통로를 갖는 세라믹제의 용기와,
    상기 내부 공간에 위치하는 유체와,
    상기 개구부를 막는 밀봉부를 갖고,
    상기 밀봉부는 코어부와, 상기 코어부와 연결되는 플랜지부를 갖고,
    상기 플랜지부는 상기 개구부 주위에서 상기 용기와 접합되어 있고,
    상기 코어부는 상기 개구부 내에 위치하고 있고,
    상기 코어부의 일부는 상기 개구부의 벽면에 접촉하고 있는 열디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지부는 금속으로 이루어지는 접합층을 통해서 상기 용기와 접합되는 열디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어부는,
    본체부와,
    상기 본체부의 전체 둘레에 걸쳐서 위치하고, 상기 플랜지부와 연결되는 대경부를 갖고,
    상기 대경부의 두께는 상기 플랜지부의 두께보다 얇은 열디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대경부의 선단부는 끝이 가늘어지는 형상을 갖는 열디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 개구부의 가장자리부와 이격되어 있는 열디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상면에 오목부 또는 볼록부를 갖는 열디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 주면과, 상기 주면에 대하여 움푹 패인 패임면을 갖고,
    상기 개구부는 상기 패임면으로 개구하고,
    상기 플랜지부는 상기 패임면에 위치하는 열디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는,
    제 1 면과 상기 제 1 면의 반대측에 위치하는 제 2 면을 관통하는 복수의 환류 구멍을 갖는 평판상의 중간 부재와,
    상기 중간 부재의 상기 제 1 면과 대향하는 제 3 면에 제 1 홈부를 갖는 제 1 부재와,
    상기 중간 부재의 상기 제 2 면과 대향하는 제 4 면에 제 2 홈부를 갖는 제 2 부재를 갖는 열디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통로는,
    상기 개구부에 연결되는 제 1 통로와,
    상기 제 1 통로에 연결되고, 상기 내부 공간측에 위치하는 제 2 통로를 갖고,
    상기 제 2 통로의 지름은 상기 제 1 통로의 지름보다 작고,
    상기 제 2 통로는 상기 코어부에 의해 막혀 있는 열디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코어부의 일부는 상기 제 2 통로로 들어가 있는 열디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통로는 단면으로 본 경우, 테이퍼 형상의 부분을 갖는 열디바이스.
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