KR20230136170A - 열 디바이스 - Google Patents

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KR20230136170A
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유이치 아베
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교세라 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시에 의한 열 디바이스는 상변태 물질의 잠열을 이용한 열 디바이스이다. 본 개시에 의한 열 디바이스는 세라믹제의 용기와 밀봉부를 갖는다. 세라믹제의 용기는 상변태 물질이 봉입된 상변태 영역과, 상변태 영역을 둘러싸는 프레임 영역과, 상변태 영역을 외부와 연통하는 연통로를 갖는다. 밀봉부는 연통로를 막는다. 연통로는 프레임 영역에 위치한다.

Description

열 디바이스
본 개시는 열 디바이스에 관한 것이다.
종래, 상변태 물질의 잠열을 이용한 열 디바이스가 알려져 있다. 예를 들면, 열 디바이스의 일종인 베이퍼 체임버는 내부에 봉입된 작동액의 증발 및 응축에 수반하는 잠열을 이용해서 고온부로부터 저온부로 열을 수송함으로써 발열 부품으로부터 열을 방출한다.
특허문헌 1에는 작동액이 봉입된 작동 영역을 가짐과 아울러, 이러한 작동 영역을 구성하는 세라믹 판상체의 일부에, 작동 영역에 작동액을 주입하기 위한 구멍이 뚫어서 형성된 세라믹제의 베이퍼 체임버가 개시되어 있다.
실용신안 공개 소54-42973호 공보
본 개시의 일양태에 의한 열 디바이스는 상변태 물질의 잠열을 이용한 열 디바이스로서, 세라믹제의 용기와 밀봉부를 갖는다. 용기는 상변태 물질이 봉입된 상변태 영역과, 상변태 영역을 둘러싸는 프레임 영역과, 상변태 영역을 외부와 연통하는 연통로를 갖는다. 밀봉부는 연통로를 막는다. 연통로는 프레임 영역에 위치한다.
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 대해서 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 연통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 10은 연통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 11은 연통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 12는 연통로에 있어서의 제 2 부위의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 13은 개별 통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 14는 개별 통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 15는 개별 통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 16은 개별 통로의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 평면도이다.
이하에, 본 개시에 의한 열 디바이스를 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 붙이고, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하에 나타내는 실시형태에서는 「일정」, 「직교」, 「수직」, 또는 「평행」이라는 표현이 사용되는 경우가 있지만, 이들 표현은 엄밀하게 「일정」, 「직교」, 「수직」, 또는 「평행」일 것을 요하지 않는다. 즉, 상술한 각 표현은, 예를 들면 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 어긋남을 허용하는 것으로 한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
이하에서는 본 개시에 의한 열 디바이스의 일례로서, 작동액(상변태 물질의 일례)의 증발 및 응축에 수반하는 잠열을 이용해서 고온부로부터 저온부로 효율 좋게 열을 이동시키는 방열 디바이스, 구체적으로는 베이퍼 체임버를 들어서 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 어느 것이나 판상이며, 제 1 부재(10)와 제 2 부재(20)로 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 있으며, 이러한 내부 공간에는 상변태 물질로서의 작동액이 봉입되어 있다. 작동액으로서는, 예를 들면 물, 탄화수소계 화합물, 유기 액체(예를 들면, 에탄올 및 메탄올 등), 암모니아 등의 액체가 사용될 수 있다.
프레임 영역(200)은 작동 영역(100)을 둘러싸는 영역이다. 바꿔 말하면, 프레임 영역(200)은 방열 디바이스(1) 중 작동 영역(100)보다 외측의 영역이다. 작동 영역(100)은 대략 중공상인 것에 비해, 프레임 영역(200)은 대략 중실상이다.
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 새어나가거나, 또는 외부의 분위기가 상기 계면으로부터 작동 영역(100)의 내부 공간으로 들어가거나 하는 것을 억제하기(즉, 밀폐성을 확보하기) 위해 굳이 폭넓게 형성된 영역이다.
용기(2)는 작동 영역(100)의 내부 공간을 외부와 연통하는 복수(여기에서는 2개)의 연통로(14, 15)를 갖고 있다. 연통로(14, 15) 중, 예를 들면 연통로(14)는 작동액 주입 구멍으로서 사용되고, 연통로(15)는 기체 배출 구멍으로서 사용된다. 이 경우, 방열 디바이스(1)의 제조 공정에 있어서, 연통로(14)로부터 작동 영역(100)의 내부 공간으로 작동액이 주입되고, 이것에 수반하여 작동 영역(100)의 내부 공간에 존재하는 기체가 연통로(15)로부터 외부로 배출된다. 연통로(14)는 제 1 부재(10)의 4모서리 중 1개의 모서리부의 근방에 위치하고, 연통로(15)는 연통로(14)와 대각선 상에 위치하는 모서리부의 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)로서는, 예를 들면 수지 부재, 금속 부재, 유리 부재, 세라믹 부재 등이 사용될 수 있다. 밀봉부(5)는 제 1 부재(10)의 상면과 같은 높이이어도 좋고, 제 1 부재(10)의 상면으로부터 높아져 있어도 좋다. 또한, 후술하는 바와 같이, 밀봉부(5)의 일부에 헬리서트가 사용되어도 좋다. 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 대해서 10체적% 이상 95체적% 이하의 비율로 충전된다. 바람직하게는, 상기 비율은 30체적% 이상 75체적% 이하이다. 더 바람직하게는, 상기 비율은 40체적% 이상 65체적% 이하이다. 또한, 작동 영역(100)의 내부 공간 중 작동액 이외의 잔부는 증기화된 작동액을 일부 포함하는 진공 상태로 되어 있다. 이것에 의해, 고온 환경하에 있어어도 기액 평형을 유지할 수 있기 때문에 드라이 아웃하기 어렵고, 또한 저온 환경하에 있어서도 효율 좋게 열 확산되기 때문에, 다양한 온도역에 있어서 열 확산성을 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), 코디어라이트(Mg2Al3(AlSi5O18)), 실리콘 함침 탄화규소(SiSiC) 등이 사용될 수 있다. 또한, 제 1 부재(10), 제 2 부재(20), 및 중간 부재(30)를 구성하는 세라믹은 단결정체이어도 좋다.
금속제의 방열 디바이스는 재질이나 공법상의 이유로부터 강성이 얻어지기 어려워 박형화가 곤란했다. 또한, 금속제의 방열 디바이스는 작동액과 접촉하는 부분이 금속인 점에서, 내부식성의 점에서 개선의 여지가 있었다. 이것에 대해서, 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 용이하며, 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 수평 배치에 한정되지 않고 수직 배치되어도 좋다.
세라믹제의 용기를 갖는 방열 디바이스는 세라믹이 취성 재료인 점에서, 예를 들면 작동액의 상변태에 의해 발생하는 응력 등에 대한 내구성을 어떻게 확보할지가 중요한 과제가 된다.
여기에서, 특허문헌 1에 기재된 베이퍼 체임버는, 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 체임버는, 응력에 대한 내구성이 부족하기 쉽고, 용기에 갈라짐 등이 발생할 우려가 있다. 또한, 용기에 갈라짐이 발생함으로써 내부 공간에 봉입되어 있었던 작동액의 드라이 아웃이 발생해서 방열 효율이 악화될 우려가 있다.
이것에 대해서, 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 중실상이다. 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 격자상의 제 1 홈부(11)를 갖는다.
제 1 홈부(11)는 제 3 면에 대해서 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 있으며, 평면으로부터 봤을 때에 있어서의 윤곽은, 예를 들면 사각형이다. 복수의 제 1 볼록부(11b)는 제 1 오목부(11a) 내에 있어서 서로 간격을 두고 종 방향 및 횡 방향으로 배열되어 있다. 이들 제 1 오목부(11a) 및 복수의 제 1 볼록부(11b)에 의해, 제 1 홈부(11)는 격자상을 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 프레임상의 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(여기에서는 Z축 방향)으로 관통하는 복수(여기에서는 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 격자상의 제 2 홈부(21)를 갖는다.
제 2 홈부(21)는 제 4 면에 대해서 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 있으며, 평면으로부터 봤을 때에 있어서의 윤곽은, 예를 들면 사각형이다. 복수의 제 2 볼록부(21b)는 제 2 오목부(21a) 내에 있어서 서로 간격을 두고 종 방향 및 횡 방향으로 배열되어 있다. 이들 제 2 오목부(21a) 및 복수의 제 2 볼록부(21b)에 의해, 제 2 홈부(21)는 격자상을 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 프레임상의 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 격자상으로 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 격자상일 것을 요하지 않는다.
제 2 프레임 영역(220)에는, 제 2 부재(20)의 상면(제 4 면)에 대해서 오목한 복수(여기에서는 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, 여기에서는 Z축 방향)과 교차하는 제 2 방향(여기에서는 Y축 방향)으로 연장되는 통로이며, 그 일단은 제 1 부위(141)에 있어서의 오목부(141b)에 개구하고, 타단은 제 2 홈 형성 영역(120)에 개구하고 있다. 홈부(152b)는, 연통로(15)에 있어서의 제 1 부위(151)의 연장 방향(제 1 방향, 여기에서는 Z축 방향)과 교차하는 제 2 방향(여기에서는 Y축 방향)으로 연장되는 통로이며, 그 일단은 제 1 부위(151)에 있어서의 오목부(151b)에 개구하고, 타단은 제 2 홈 형성 영역(120)에 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 프레임상의 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 내부에 위치하는 평면으로부터 봤을 때 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 향해 확폭하면서 방사상으로 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 어느 것이나 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 향해 확폭하면서 방사상으로 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(여기에서는 Z축 방향)으로 관통하는 복수(여기에서는 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 대해서 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 위해 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 동 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 떨어질수록, 즉 방열 디바이스(1)의 외주부에 가까워질수록 낮아진다. 또한, 작동액의 증기는 저온 영역으로 이동함으로써 응축되어 액체가 된다. 따라서, 방열 디바이스(1)의 내부 공간을 외방으로 넓힘으로써 작동액의 응축이 보다 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 드라이 아웃을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 여기에서는 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 나타내었지만 이것에 한정되지 않고, 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 끼워진 내부 공간을 갖고 있으며, 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 개재하고 있으며, 이것에 의해, 작동 영역(100)은 제 1 홈 형성 영역(110)과 중간 부재(30)에 의해 끼워지는 제 1 공간과, 제 2 홈 형성 영역(120)과 중간 부재(30)에 의해 끼워지는 제 2 공간으로 구획된다. 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 화살표로부터 본 단면도이다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 증기의 흐름을 흰 화살표로 나타내고, 액체의 흐름을 검은 화살표로 나타내고 있다.
작동액은 열원에 의해 가열됨으로써 기화되어 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)로 끼워진 공간)의 중앙부에 있어서 발생한다.
작동액의 증기는 제 1 홈 형성 영역(110)의 제 1 홈부(11)를 통해 방열 디바이스(1)의 면내 방향(XY 평면 방향)으로 확산하면서(도 6에 나타내는 흰 화살표 참조), 복수의 증기 구멍(36)을 통해 제 2 공간(제 2 부재(20)와 중간 부재(30)로 끼워진 공간)으로 이동한다(도 7에 나타내는 흰 화살표 참조).
제 2 공간으로 이동한 증기는 온도의 저하에 의해 응축되어 액체가 된다. 액체화된 작동액은 제 2 홈부(21)의 모세관력에 의해, 제 2 홈 형성 영역(120)을 방열 디바이스(1)의 중앙부를 향해 이동한다(도 6에 나타내는 검은 화살표 참조). 이 과정에 있어서, 작동액은 환류 구멍(37)으로 들어가고, 환류 구멍(37)의 모세관력에 의해 제 1 공간으로 되돌아간다(도 7에 나타내는 검은 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(여기에서는 Z축 방향)으로 연장 되어 외부로 개구하는 제 1 부위(141)와, 용기(2)의 면 방향(여기에서는 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 오목한 경우의 예를 나타내었지만, 오목부(141b)와 홈부(142b)는 같은 높이이어도 좋다.
이와 같이, 연통로(14)는 제 1 방향(여기에서는 Z축 방향)으로 연장되는 제 1 부위(141)와, 제 1 방향과 교차하는 방향(여기에서는 Y축 방향)으로 연장되는 제 2 부위(142)를 갖는다. 바꿔 말하면, 연통로(14)는 굴곡되어 있다. 따라서, 실시형태에 의한 방열 디바이스(1)에 의하면, 작동 영역(100)에 있어서 높은 압력이 발생한 경우이어도 밀봉부(5)에 높은 압력이 가해지기 어려운 점에서 신뢰성이 높다.
연통로(14)를 용기(2)의 두께 방향(여기에서는 Z축 방향)을 따라 절단한 경우의 단면으로부터 봤을 때(즉, 도 8에 나타내는 단면으로부터 봤을 때)에 있어서, 제 1 부위(141)의 통로폭(Y축 방향을 따른 폭)을 D1로 하고, 제 2 부위(142)의 통로폭(Z축 방향을 따른 폭)을 D2로 한다. 이 경우, 제 2 부위(142)의 통로폭(D2)은 제 1 부위(141)의 통로폭(D1)보다 작다. 바꿔 말하면, 제 2 부위(142)의 통로 단면적은 제 1 부위(141)의 통로 단면적보다 작다.
이러한 구성에 의하면, 작동 영역(100)으로부터 연통로(14)로의 작동액의 침입을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 작동 영역(100) 내의 작동액의 양이 줄어드는 것이 억제되는 점에서, 방열 특성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 제 1 부위(141)의 통로 단면적이 넓기 때문에, 방열 디바이스(1)의 제조 공정에 있어서 작동액을 주입하기 쉽다.
제 1 부위(141)는 제 1 부재(10)의 상면에 개구하고 있으며, 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. 바꿔 말하면, 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 샌드위칭하도록 위치하고 있다. 2개의 연통로(14, 15)를 이와 같이 배치함으로써, 예를 들면 2개의 연통로(14, 15)가 횡렬로 배치되는 경우와 비교해서, 내구성이 국소적으로 낮아지는 것을 억제할 수 있다.
도 9~도 11은 연통로(14)의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다. 또한, 도 11에 있어서는 이해를 용이하게 하기 위해 밀봉부(5)를 생략해서 나타내고 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제 2 부위(142)는 홈부(142b)의 저면, 즉 제 2 부재(20)의 상면(제 4 면)으로부터 중간 부재(30)의 하면(제 2 면)을 향해 돌출되는 돌출부(41)을 갖고 있어도 좋다. 또한, 제 2 부위(142)는 중간 부재(30)의 하면(302)(제 2 면)으로부터 홈부(142b)의 저면을 향해 돌출되는 돌출부(42)를 갖고 있어도 좋다.
이와 같이, 제 2 부위(142)에 돌출부(41, 42)가 위치할 경우, 제 2 부위(142)의 통로폭(D2)(도 8 참조)은 부분적으로 좁아진다. 이것에 의해, 작동 영역(100)의 제 2 공간에 위치하는 작동액이 연통로(14)에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 홈부(142b)의 저부로부터 돌출되는 돌출부(41)와, 중간 부재(30)의 하면(제 2 면)으로부터 돌출되는 돌출부(42)를 제 2 부위(142)에 형성해서 제 2 부위(142)를 래버린스화함으로써 연통로(14)로의 작동액의 침입을 더 억제할 수 있다.
또한, 도 9에서는 제 2 부위(142)의 양단부 중 작동 영역(100)측의 단부에 돌출부(41)가 위치하고, 제 2 부위(142)의 양단부 중 제 1 부위(141)측의 단부에 돌출부(42)가 위치하는 경우의 예를 나타냈다. 이것에 한정되지 않고, 제 2 부위(142)의 양단부 중 제 1 부위(141)측의 단부에 돌출부(41)가 위치하고, 제 2 부위(142)의 양단부 중 작동 영역(100)측의 단부에 돌출부(42)가 위치하고 있어도 좋다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 부위(141)는, 외부와의 개구부로부터 용기(2)의 깊이 방향을 향함에 따라 통로폭이 점차 좁아지는 테이퍼형상을 갖고 있어도 좋다. 바꿔 말하면, 제 1 부위(141)는, 제 2 부위(142)와의 접속 단부에 있어서의 통로 단면적이, 외부로 개구하는 개구 단부에 있어서의 통로 단면적보다 커도 좋다. 이와 같이, 제 1 부위(141)를 제 2 부위(142)측에 있어서 오므림으로써 작동 영역(100)으로부터 연통로(14)로의 작동액의 침입을 더 억제할 수 있다. 또한, 만약 연통로(14)에 작동액이 침입한 경우이어도, 제 1 부위(141)를 오므림으로써 연통로(14)에 침입한 작동액을 모세관력에 의해 작동 영역(100)으로 되돌리기 쉽게 할 수 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 외부로 개구하는 개구 단부에 제 1 부위(141)의 지름 방향 외방을 향해 넓어지는 단차부(43)를 갖고 있어도 좋다. 단차부(43)를 형성함으로써 연통로(14) 내의 공간이 보다 넓어지기 때문에, 연통로(14)에 가해지는 압력을 완화시킬 수 있다. 또한, 단차부(43)를 형성함으로써 밀봉부(5)와의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 작동 영역(100)의 밀폐성을 높일 수 있다. 또한, 단차부(43)를 형성함으로써 밀봉부(5)로서, 예를 들면 헬리서트를 사용하는 것이 용이해진다. 또한, 밀봉부(5)로서 헬리서트를 사용한 경우, 예를 들면 방열 디바이스(1)와 다른 부재의 연결을 용이하게 행할 수 있다.
도 12는 연통로(14)에 있어서의 제 2 부위(142)의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 사시도이다. 구체적으로는, 도 12에는 제 2 부재(20)의 상면(제 4 면) 중 제 2 부위(142)의 주변 부분을 확대해서 나타내고 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 제 2 부위(142)는 복수(여기에서는 5개)의 개별 통로(142a~142e)를 갖는다. 복수의 개별 통로(142a~142e)는, 각각 제 1 부위(141)와 작동 영역(100)을 접속한다. 즉, 각 개별 통로(142a~142e)는, 일단부에 있어서 제 1 부위(141)의 오목부(141b)에 개구함과 아울러, 타단부에 있어서 제 2 홈 형성 영역(120)에 개구한다.
각 개별 통로(142a~142e)의 통로 단면적은, 제 1 부위(141)의 통로 단면적보다 작다. 일례로서, 각 개별 통로(142a~142e)의 폭은 150㎛ 이상 400㎛ 이하이며, 높이는 100㎛ 이상 1000㎛ 이하이다.
이와 같이, 연통로(14)의 제 2 부위(142)는 통로 단면적이 작은 복수의 개별 통로(142a~142e)로 나뉘어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 제 2 부위(142)를 1개의 통로로 구성한 경우와 비교해서 모세관력이 보다 작용하기 쉬워진다. 이 때문에, 예를 들면 방열 디바이스(1)의 제조 공정에 있어서 작동 영역(100)으로의 작동액의 주입을 보다 스무드하게 행할 수 있다. 또한, 방열 디바이스(1)의 사용 시에 있어서, 작동 영역(100)의 높은 압력이 연통로(14)나 밀봉부(5)에 가해지기 어렵게 할 수 있다.
각 개별 통로(142a~142e)는 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)을 향해 직선상으로 연장되어 있다. 이 경우, 각 개별 통로(142a~142e)의 연장선 상에는 제 2 홈부(21)의 제 2 볼록부(21b)가 위치하고 있지 않다. 바꿔 말하면, 각 개별 통로(142a~142e)는, 각 개별 통로(142a~142e)를 작동 영역(100)을 향해 연장한 경우에, 인접하는 2개의 제 2 볼록부(21b) 사이를 통과하는 위치에 형성된다. 이와 같은 위치에 개별 통로(142a~142e)를 형성함으로써 연통로(14)로부터 작동 영역(100)으로의 작동액의 흐름이 제 2 볼록부(21b)에 의해 방해받기 어렵게 할 수 있다.
또한, 도 13에서는, 개별 통로(142a~142e)의 모든 연장선 상에 제 2 볼록부(21b)가 위치하지 않는 경우의 예를 나타내고 있지만, 개별 통로(142a~142e) 중 적어도 1개의 연장선 상에 제 2 볼록부(21b)가 위치하고 있지 않으면 좋다.
도 13~도 16은 개별 통로(142a~142e)의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 개별 통로(142a~142e)는, 제 2 부재(20)의 상면(제 2 면)의 면내(XY 평면)를 사행하면서 제 2 방향(Y 방향)으로 연장되어 있어도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 개별 통로(142a~142e)의 유로 저항을 증가시킬 수 있다. 따라서, 작동 영역(100) 내의 작동액의 연통로(14)로의 침입을 더 억제할 수 있다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 개별 통로(142a~142e)는 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)을 향함에 따라 서로 접근해도 좋다. 또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 개별 통로(142a~142e)는 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)을 향함에 따라 서로 떨어져도 좋다.
이와 같이, 복수의 개별 통로(142a~142e)는 반드시 동일한 방향으로 연장되어 있을 것을 요하지 않는다. 복수의 개별 통로(142a~142e)의 연장 방향을 상이하게 함으로써, 예를 들면 각 개별 통로(142a~142e)로부터 작동 영역(100)으로 유입되는 작동액이 작동 영역(100) 내에 위치하는 제 2 볼록부(21b)에 극력 부딪히지 않도록 작동액의 흐름 방향이 조정된 연통로(14)를 얻을 수 있다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 개별 통로(142a~142e)는, 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)을 향함에 따라 통로 단면적이 작아지는 테이퍼형상을 갖고 있어도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)을 향함에 따라 모세관력이 서서히 커지기 때문에, 제 1 부위(141)로부터 작동 영역(100)으로 작동액이 보다 유입되기 쉬워진다. 반대로 말하면, 작동 영역(100)으로부터 연통로(14)로의 작동액의 침입을 더 억제할 수 있다.
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 사용하고, 닥터 블레이드법 또는 롤 컴팩션법 등에 의해 그린 시트를 형성하고, 복수의 그린 시트를 적층함으로써 적층체를 얻는다.
계속해서, 얻어진 적층체에 대해서 레이저 가공이나 금형에 의한 펀칭을 실시함으로써 제 1 부재(10), 제 2 부재(20), 및 중간 부재(30)의 각 성형체를 얻는다. 예를 들면, 적층체에 대해서 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 대해서 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 대해서 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 불필요한 점에서 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 않고, 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 내부로 작동액을 주입한다. 소결체의 내부에 존재하는 기체는 작동액의 주입에 수반하여 연통로(14, 15) 중 타방으로부터 외부로 배출된다.
계속해서, 진공 펌프 등의 감압 장치를 사용해서 연통로(14, 15)를 통해 소결체의 내부를 진공 배기한다. 또한, 소결체의 내부는 진공 상태인 것이 바람직하지만, 엄밀하게 진공 상태인 것을 요하지 않고, 예를 들면 진공 상태에 가까운 감압 상태이어도 좋다. 계속해서, 소결체의 내부가 진공 배기된 상태에서 연통로(14, 15)를 밀봉한다. 이것에 의해, 연통로(14, 15)는 밀봉부(5)에 의해 밀봉되고, 방열 디바이스(1)가 얻어진다.
상술해 온 바와 같이, 실시형태에 의한 열 디바이스(일례로서, 방열 디바이스(1))는 상변태 물질(일례로서, 작동액)의 잠열을 이용한 열 디바이스로서, 세라믹제의 용기(일례로서, 용기(2))와 밀봉부(일례로서, 밀봉부(5))를 갖는다. 용기는 상변태 물질이 봉입된 상변태 영역(일례로서, 작동 영역(100))과, 상변태 영역을 둘러싸는 프레임 영역(일례로서, 프레임 영역(200))과, 상변태 영역을 외부와 연통하는 연통로(일례로서, 연통로(14, 15))를 갖는다. 밀봉부는 연통로를 막는다. 연통로는 프레임 영역에 위치한다.
따라서, 실시형태에 의한 열 디바이스에 의하면 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 의한 열 디바이스는 방열 디바이스에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 개시에 의한 열 디바이스는 축열재(상변태 물질의 일례)의 상변태에 수반하는 잠열을 열 에너지로서 축적하는 축열 디바이스이어도 좋다. 이 경우, 축열재는 고액 상변태를 행하는 것이나 고고 상변태를 행하는 것이 사용된다. 이와 같이, 상변태 물질은 반드시 기액 상변태를 행하는 것임을 요하지 않는다. 바꿔 말하면, 상변태 물질은 반드시 액체인 것을 요하지 않고, 고체이어도 좋다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상술한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시형태는 첨부된 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 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
100: 작동 영역 141: 제 1 부위
141a: 관통 구멍 141b: 오목부
141c: 관통 구멍 142: 제 2 부위
142a: 개별 통로 200: 프레임 영역

Claims (14)

  1. 상변태 물질의 잠열을 이용한 열 디바이스로서,
    상기 상변태 물질이 봉입된 상변태 영역과, 상기 상변태 영역을 둘러싸는 프레임 영역과, 상기 상변태 영역을 외부와 연통하는 연통로를 갖는 세라믹제의 용기와,
    상기 연통로를 막는 밀봉부를 갖고,
    상기 연통로는 상기 프레임 영역에 위치하는 열 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연통로는,
    제 1 방향으로 연장되어 외부로 개구하는 제 1 부위와,
    상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되어 상기 상변태 영역에 개구하는 제 2 부위를 갖는 열 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 부위의 통로 단면적은 상기 제 1 부위의 통로 단면적보다 작은 열 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 부위는 상기 제 1 부위의 통로 단면적보다 작은 복수의 개별 통로를 갖는 열 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개별 통로는 사행하면서 상기 제 2 방향으로 연장되어 있는 열 디바이스.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 개별 통로는 상기 제 1 부위로부터 상기 상변태 영역을 향함에 따라 서로 접근하는 열 디바이스.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 개별 통로는 상기 제 1 부위로부터 상기 상변태 영역을 향함에 따라 서로 떨어지는 열 디바이스.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별 통로는 상기 제 1 부위로부터 상기 상변태 영역을 향함에 따라 통로 단면적이 작아지는 열 디바이스.
  9. 제 2 항 내지 제 8 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 갖고, 상기 제 3 면의 반대측에 위치하는 제 5 면에 열원이 배치되는 제 1 부재와,
    상기 중간 부재의 상기 제 2 면과 대향하는 제 4 면에 제 2 홈부를 갖는 제 2 부재를 갖고,
    상기 제 1 홈부와 상기 제 2 홈부에 의해 끼워지는 상기 상변태 영역에 상기 상변태 물질로서의 작동액이 위치하는 열 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상변태 영역은,
    상기 중간 부재에 있어서의 상기 제 1 면과 상기 제 1 부재에 있어서의 상기 제 3 면에 의해 끼워지는 제 1 공간과,
    상기 중간 부재에 있어서의 상기 제 2 면과 상기 제 2 부재에 있어서의 상기 제 4 면에 의해 끼워지는 제 2 공간을 갖고,
    상기 제 1 부위는 상기 용기를 단면으로부터 본 경우에, 상기 프레임 영역에 있어서 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간에 걸쳐 연장되어 있고,
    상기 제 2 부위는 상기 용기를 단면으로부터 본 경우에, 상기 프레임 영역에 있어서 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간 중 상기 제 2 공간측에 위치하고 있는 열 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 부위는 상기 제 2 면과 대향하는 면으로부터 상기 제 2 면을 향해 돌출되는 돌출부를 갖는 열 디바이스.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부위는 상기 제 2 부위와의 접속 단부에 있어서의 통로 단면적이, 외부로 개구하는 개구 단부에 있어서의 통로 단면적보다 큰 열 디바이스.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부위는 외부로 개구하는 개구 단부에 단차부를 갖는 열 디바이스.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 상기 연통로를 갖고,
    일방의 상기 연통로는 다른 상기 연통로와의 사이에서 상기 상변태 영역을 샌드위칭하도록 위치하고 있는 열 디바이스.
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