TW201842297A - 熱管 - Google Patents

Abstract

本發明的目標為提供在寒冷地區，在容器的長邊方向相對於重力方向為大略平行地以底熱的型態設置，即使工作流體結凍，亦可防止容器變形，且具有優良的熱傳輸特性的熱管。 一種熱管，係具備：具有一方的端部的端面與另一方的端部的端面被密封的管狀，且具有形成溝部的內壁面的容器；將粉體燒結，設置於上述容器的一方的端部的內壁面的燒結體層；以及被封入上述容器的空洞部內的工作流體的熱管，上述燒結體層具有位於上述一方的端部的端面側的第1燒結部，以及與第1燒結部連續，位於上述另一方的端部側的第2燒結部，成為上述第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為上述第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。

Description

熱管

本發明係關於具有良好的最大熱傳輸量，並且具有熱電阻小而優良的熱傳輸特性的熱管。

裝載在桌上型電腦或伺服器等電器‧電子機器的半導體元件等的電子零件，因伴隨高性能化的高密度裝載等，使得發熱量增大，所以冷卻變得很重要。有使用熱管作為冷卻電子零件方法。

此外，熱管有時會被設置在寒冷地區。當熱管被設置在寒冷地區，則有封在容器內的工作流體結凍，而無法使熱管順利地運轉的情形。因此，有提案藉由使複數熱管中的至少1支的工作流體量為其他的熱管的工作流體量的35~65%的熱管式冷卻器，在工作流體結凍時，首先，使工作流體量少而熱容量小的熱管的工作流體先熔解，而縮短啟動所需的時間(專利文獻1)。

但是，在專利文獻1，由於工作流體在寒冷地區依然容易結凍，而有工作流體的體積在結凍時膨脹，使容器變形，造成破損等的問題。此外，當容器變形，則有與配置在熱管周圍的液晶或電池等、其他的構件碰撞而損傷等的問題。此外，由於熱管的容器內部的間隙狹小，因此工作流體因結凍的體積膨脹，有使容器變形、破壞更顯著的問題。

此外，熱管在寒冷地區，有將容器的長邊方向對重力方向以略平行地以底熱(bottom heat)狀態設置。當熱管以底熱的型態設置，則特別是熱管在沒有運轉的狀態，液相的工作流體會積存在容器的底部。在寒冷地區，積存在容器底部的液相工作流體結凍而工作流體的體積膨脹後，則有使容器變形，破損的頻度變得更高的問題。此外，為防止工作流體的結凍，使用抗凍液，或為防止因工作流體結凍使容器變形、破損而將容器的壁厚變厚，則有降低熱管的熱傳輸特性的問題。 [領先技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平10-274487號公報

[發明所欲解決的課題]

有鑑於上述情形，本發明的目標為提供，可在寒冷地區，容器的長邊方向對重力方向以略平行地以底熱的型態設置，即使工作流體結凍，亦可防止容器變形，且具有優良的熱傳輸特性的熱管為目標。 [用於解決課題的手段]

本發明的態樣係一種熱管，其係具備：具有一方的端部的端面與另一方的端部的端面被密封的管狀，且具有形成溝部的內壁面的容器；將粉體燒結，設置於上述容器的一方的端部的內壁面的燒結體層；及被封入上述容器的空洞部內的工作流體的熱管，上述燒結體層具有位於上述一方的端部的端面側的第1燒結部，以及與該第1燒結部連續且位於上述另一方的端部側的第2燒結部，成為上述第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為上述第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。

在上述態樣，在容器內壁面的至少一方的端部，設有燒結體層。此外，在容器內壁面，有露出溝部的部分，及被燒結體層覆蓋的部分。在具有第1燒結部與第2燒結部的燒結體層，形成第1燒結部與第2燒結部的邊界部。此外，成為第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小，因此第1燒結部的毛細管力較第2燒結部的毛細管力大，在第2燒結部內部對液相的工作流體的流動阻力，較第1燒結部內部小。

此外，在上述態樣，在容器的長邊方向相對於重力方向為大略平行地以底熱的型態設置，設置於燒結體層的容器的一方的端部之中，若使對應第1燒結部的部分作用作為受熱部，另一方的端部作用為散熱部，則藉由毛細管力相對較大的第1燒結部的毛細管作用，使得從散熱部朝向容器的一方的端部的端面及其附近回流的液相工作流體，在第1燒結部內部內從一方的端部的端面及其附近朝向第2燒結部方向(與重力方向大致為相反方向)順利擴散。在第1燒結部內部擴散的液相工作流體，從被冷卻體受熱後，由液相相變化成氣相。由液相相變成化成氣相的工作流體，從受熱部流通到散熱部，在散熱部釋放潛熱。藉由溝部的毛細管力與重力，使得釋放潛熱後由氣相相變化成液相的工作流體，從容器的散熱部朝向另一方的端部的端面及其附近回流。此外，在熱管沒有運轉的狀態，回流到容器的一方的端部的端面及其附近的液相工作流體，並不會積留在一方的端部的端面及其附近，且在第1燒結部內部可順利地朝向第2燒結部方向(與重力方向大致為相反方向)擴散。再者，從第1燒結部內部朝向第2燒結部內部擴散的工作流體，相較於在第1燒結部內部，以更快的擴散速度在第2燒結部內部擴散。因此，在熱管沒有運轉的狀態，液相工作流體，可順利地在第2燒結部內部擴散。

本發明的態樣係一種熱管，其係具備：具有一方的端部的端面與另一方的端部的端面被密封的管狀，且具有形成溝部的內壁面的容器；將粉體燒結，設置於上述容器的長邊方向中央部的內壁面的燒結體層；及被封入上述容器的空洞部內的工作流體的熱管，上述燒結體層具有位於上述燒結體層的中央部的第1燒結部，及與第1燒結部連續且位於上述燒結體層的兩端部的第2燒結部，成為上述第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為上述第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。

本發明的態樣的熱管，其中上述第1粉體的平均一次粒徑相對於上述第2粉體的平均一次粒徑的比為0.3~0.9。

本發明的態樣的熱管，其中在垂直於上述容器的長邊方向上的剖面，進一步設置從上述燒結體層突出，且由粉體被燒結而成的凸狀燒結體。

本發明的態樣的熱管，其中在上述溝部的底部的上述容器的壁厚(T1)/在上述溝部的頂部的上述燒結體層的厚度(T2)為0.30~0.80。

本發明的態樣的熱管，其中在垂直於上述容器的長邊方向的剖面，上述燒結體層的面積(A1)/上述空洞部的面積(A2)為0.30~0.80。

本發明的態樣的熱管，其中在垂直於上述容器的長邊方向的剖面，(上述燒結體層的面積(A1)+上述凸狀燒結體的面積(A3))/上述空洞部的面積(A2)為1.2~2.0。

本發明的態樣的熱管，其中在上述容器的長邊方向，第1燒結部的長度/第2燒結部的長度為0.2~3.0。 [發明的效果]

根據本發明的態樣，由於成為第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小，故第1燒結部的毛細管力較第2燒結部的毛細管力大，因此藉由使第1燒結部作為受熱部，即使將容器以長邊方向相對於重力方向為大略平行的底熱型態設置，亦可確實地防止液相工作流體在受熱部乾透，而可發揮優良的熱傳輸特性。此外，由於液相工作流體的流動阻力在第2燒結部內部較第1燒結部內部小，故即使是熱管在沒有運轉的狀態，液相工作流體可迅速地經由第1燒結部，向第2燒結部內部擴散。因此，即使熱管在沒有運轉的狀態，可防止液相工作流體積留在設有第1燒結部的容器的一方的端部的端面及其附近，故可抑制液相工作流體結凍。此外，由於可抑制液相工作流體局部性的積留，即使液相工作流體在容器的一方的端部結凍，積留亦可緩和工作流體局部性體積膨脹，而可防止容器變形。此外，即使熱管在沒有運轉的狀態，由於可防止液相工作流體積留在設有第1燒結部的容器中央部，故可抑制液相工作流體結凍。即使液相工作流體在容器的中央部結凍，由於可抑制液相工作流體局部性的積留，故可緩和工作流體局部性體積膨脹，而可防止容器變形。

此外，由於無需使用抗凍液，可使用壁厚較薄的容器，故可發揮優良的熱傳輸特性。

根據本發明的態樣，藉由使第1粉體的平均一次粒徑對第2粉體的平均一次粒徑的比為0.3~0.9，可均衡地提升第1燒結部內部的毛細管力，與第2燒結部內部的流動阻力的下降性能。

根據本發明的態樣，由於藉由進一步設置從燒結體層突出的凸狀燒結體，可進一步減低液相工作流體局部性的積留，故可更確實地防止容器變形。

根據本發明的態樣，藉由使在溝部底部的容器的壁厚(T1)/在溝部頂部的燒結體層的厚度(T2)為0.30~0.80，可確實防止液相工作流體的積留，且可得流通性優良的氣相工作流體。

根據本發明的態樣，藉由使燒結體層的面積(A1)/空洞部的面積(A2)為0.30~0.80，或(燒結體層的面積(A1)+凸狀燒結體的面積(A3))/空洞部的面積(A2)為1.2~2.0，可確實防止液相工作流體的積留，且可得流通性優良的氣相的工作流體。

以下，使用圖式說明關於本發明的第1實施形態例的熱管。

如圖1(a)所示，關於第1實施形態例的熱管1，具備：一方的端部11的端面與另一方的端部12的端面被密封的管狀的容器10；在容器10的內壁面，由沿著容器10的長邊方向形成的複數細溝所組成的溝部13；設置於容器10的一方的端部11的內壁面，且由粉體被燒結而成的燒結層14；及被封入容器10的空洞部17內的工作流體(未繪示)。

容器10係密閉，且大略為直線狀的管材，相對於長邊方向的正交方向(即，與長邊方向垂直)的剖面形狀為大略圓形狀。容器10的壁厚並無特別限定，例如為50~1000μm。容器10的徑向的尺寸並無特別限定，例如5~20mm。

如圖1(a)、(b)所示，在容器10的內壁面，沿著容器10的長邊方向，從一方的端部11到另一方的端部12，形成由複數細溝所組成的溝部13，即，有形成溝槽。此外，溝部13，係形成在容器10的內周面整體。

形成有溝部13的容器10的內壁面之中，在一方的端部11，設有將粉體燒結的燒結體層14。燒結體層14形成在容器10的內周面整體。因此，在一方的端部11的內壁面，溝部13被燒結體層14覆蓋。再者，在熱管1，在容器10的另一方的端部12與中央部19並沒有設置燒結體層14。因此，容器10的另一方的端部12與中央部19，溝部13露出在容器10的內部空間(空洞部17)。

此外，燒結體層14具有與一方的端部12的端面鄰接的第1燒結部15，及與第1燒結部15連續且位於另一方的端部12側的第2燒結部16。第1燒結部15與第2燒結部16的邊界形成有邊界部18。再者，在熱管1，在一方的端部12的端面，亦設有第1燒結部15。

第1燒結部15係第1粉體的燒結體，第2燒結部16係第2粉體的燒結體。第1燒結部15的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較第2燒結部16的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。因此，成為在第2燒結部16內部形成的各空隙的剖面積的平均值，較第1燒結部15內部形成的各空隙的剖面積的平均值大的態樣。即，由於第1粉體的平均一次粒徑較第2粉體的平均一次粒徑小，故第1燒結部15的毛細管力較第2燒結部的毛細管力大，成為液相工作流體在第2燒結部16內部的流動阻力，較液相工作流體在第1燒結部15內部的流動阻力小的態樣。

第1粉體的平均一次粒徑對第2粉體的平均一次粒徑的比，並無特別限定，從降低第1燒結部15內部的毛細管力與第2燒結部16內部的流動阻力的觀點而言，以0.3~0.9為佳，以0.4~0.8特別佳。此外，若第1粉體的平均一次粒徑的值較第2粉體的平均一次粒徑小，則第1粉體的平均一次粒徑及第2粉體的平均一次粒徑並無特別限定，例如第1粉體的平均一次粒徑，以10μm以上未滿90μm為佳，第2粉體的平均一次粒徑，以90μm以上，250μm以下為佳。例如，將粉體以篩網分離，則可得上述平均一次粒徑範圍的粉體。

如圖1(a)、(b)所示，容器10的內部空間係空洞部17，空洞部17成為氣相工作流體的蒸汽流路。即，容器10的一方的端部11之燒結體層14的表面，與在容器10的另一方的端部12與中央部19之形成溝部13的容器10的內壁面，分別成為蒸汽流路的壁面。

在構成溝部13的細溝的底部的容器10的壁厚(T1)/在構成溝部的細溝的頂部的燒結體層14的厚度(T2)的值，並無特別限定，由確實防止液相工作流體積留的觀點而言，以0.30以上為佳，以0.40以上更佳，以0.45以上特別佳。另一方面，上述(T1)/(T2)的上限值，由氣相工作流體的流通性的觀點而言，以0.80以下為佳。

在垂直於容器10的長邊方向的剖面，燒結體層14的面積(A1)/空洞部17的面積(A2)的值，並無特別限定，由確實防止液相工作流體積留的觀點而言，以0.30以上為佳，以0.40以上更佳以0.45以上特別佳。另一方面，上述(A1)/(A2)，由氣相工作流體的流通性的觀點而言，以0.80以下為佳。

在容器10的長邊方向，第1燒結部15的長度(L1)/第2燒結部16的長度(L2)的值，並無特別限定，由確實防止液相工作流體在一方的端部11乾透與積留的觀點而言，以0.2~3.0為佳，以0.7~1.7特別佳。

容器10的材質，並無特別限定，例如，從熱傳導率優良的點來看，可使用銅、銅合金；從輕量性的點來看，可使用鋁、鋁合金；從改善強度的點來看，可使用不鏽鋼等。其他，亦可按照使用狀況，使用錫、錫合金、鈦、鈦合金、鎳及鎳合金等。燒結體層14的原料的第1粉體及第2粉體的材質，並無特別限定，可舉例如包含金屬粉的粉體，具體例可舉銅粉及不鏽鋼粉等的金屬粉、銅粉與碳粉的混合粉、上述粉體的奈米粒子等。因此，可舉包含金屬粉的粉體的燒結體做為燒結體層14，具體例可舉銅粉及不鏽鋼粉等的金屬粉的燒結體、銅粉與碳粉的混合粉的燒結體、上述粉體的奈米粒子的燒結體等。第1粉體的材質與第2粉體的材質，可相同亦可不同。

此外，封入容器10內的工作流體，可按照與容器10的材料的適應性而適當選擇，可舉例如水、替代氟利昂、全氟化碳、環戊烷等。

接著，說明關於本發明的第1實施形態例的熱管1的熱傳輸機制。當熱管1，在一方的端部11之中設有第1燒結部15的部分，從熱性連接的發熱體(未繪示)受熱後，一方的端部11之中設有第1燒結部15的部分作用作為受熱部，工作流體在受熱部從液相相變化成氣相。藉由使相變化成氣相的工作流體以空洞部17為蒸汽流路，沿容器10的長邊方向從受熱部朝向另一方的端部12的散熱部流動，使得來自發熱體的熱從受熱部輸送到散熱部。從受熱部輸送到散熱部之來自發熱體的熱，在設有熱交換手段(未繪示)的散熱部，藉由使氣相的工作流體相變化成液相而以潛熱釋出。在散熱部釋出的潛熱，藉由設在散熱部的熱交換手段，從散熱部向熱管1的外部環境釋放。在散熱部相變化成液相的工作流體，則藉由溝部13的毛細管力而從散熱部回流到受熱部。此時，由於溝部13對工作流體的流動阻力較燒結體層14小，故在散熱部相變化成液相的工作流體可順利地從散熱部回流到受熱部。

在關於第1實施形態例的熱管1，由於成為第1燒結部15的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為第2燒結部16的原料的第2粉體的平均一次粒徑小，所以第1燒結部15的毛細管力較第2燒結部16的毛細管力大。因此，藉由將第1燒結部15作為受熱部，即使將容器10以長邊方向對重力方向為大略平行的底熱型態設置，亦可確實地防止液相工作流體在受熱部乾透，而可發揮優良的熱傳輸特性。此外，由於在第2燒結部16內部對液相工作流體的流動阻力，較第1燒結部15內部小，所以即使熱管1在沒有運轉的狀態，液相工作流體可迅速地從容器10的一方的端部11的端面及其附近，經由第1燒結部15朝向第2燒結部16內部擴散。因此，即使熱管1在沒有運轉的狀態，由於可防止液相工作流體積留在容器10的一方的端部11的端面及其附近，故可抑制液相工作流體結凍。此外，即使液相工作流體結凍時，由於可防止液相工作流體局部性的積留(積留在一方的端部11的端面及其附近)，故可緩和工作流體局部性體積膨脹，而可防止容器10變形。

此外，在熱管1，由於可緩和因工作流體結凍而引起的局部體積膨脹，所以無需使用抗凍液，此外，從可使用壁厚較薄的容器10的觀點而言，亦可發揮優良的熱傳輸特性。

接著，使用圖式說明關於本發明的第2實施形態例的熱管。此外，關於與第1實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

如圖2所示，在關於第2實施形態例的熱管2，在垂直於容器10的長邊方向的剖面，進一步設置從燒結體層14突出，且由粉體被燒結而成的凸狀燒結體24。燒結體層14與凸狀燒結體24為連續的態樣。在熱管2，設有1個凸狀燒結體24，凸狀燒結體24的尖端部(頂部)與對向的燒結體層14為並未相接的態樣。

在熱管2，凸狀燒結體24從第1燒結部15延伸到第2燒結部16。即，凸狀燒結體24設置於第1燒結部15與第2燒結部16。在第1燒結部15的凸狀燒結體24，係以第1粉體作為原料的燒結體。在第2燒結部16的凸狀燒結體24，係以第2粉體作為原料的燒結體。

在垂直於容器10的長邊方向的剖面，(燒結體層14的面積(A1)+凸狀燒結體24的面積(A3))/空洞部17的面積(A2)，並無特別限定，從確實防止液相工作流體積留的觀點而言，以1.2以上為佳，以1.3以上特別佳。另一方面，((A1)+(A3))/(A2)的值的上限值，從氣相工作流體的流通性的觀點而言，以2.0以下為佳。

藉由進一步設置凸狀燒結體24，液相工作流體不只擴散在容器10外周附近的燒結體層14，亦會擴散至在垂直於容器10的長邊方向的剖面朝向其中心部方向延伸的凸狀燒結體24，故可進一步減低局部性的積留，可更確實地防止容器的變形。

接著，使用圖式說明關於本發明的第3實施形態例的熱管。此外，關於與第1、第2實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

關於第2實施形態例的熱管，設置有一個凸狀燒結體，惟取代此，如圖3所示，在關於第3實施形態例的熱管3，設置有複數凸狀燒結體(在圖3為兩個)。即，在熱管3，凸狀燒結體24是由第1凸狀燒結體24-1，及與第1凸狀燒結體24-1相對的第2凸狀燒結體24-2所組成。在熱管3，第1凸狀燒結體24-1與第2凸狀燒結體24-2為沒有相互連接的態樣。

熱管3亦藉由進一步設置凸狀燒結體24，使液相工作流體不只是擴散在配置於容器10外周附近的燒結體層14，亦會擴散至在垂直於容器10的長邊方向的剖面朝向其中心部方向延伸的凸狀燒結體24，故可進一步減低局部性的積留，可更確實地防止容器的變形。

接著，使用圖式說明關於本發明的第4實施形態例的熱管。此外，關於與第1~3實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

在關於第1實施形態例的熱管，對容器的長邊方向正交的方向的剖面形狀大略為圓形狀，惟取代此，如圖4所示，關於第4實施形態例的熱管4，對容器10的長邊方向正交的方向的剖面形狀，是由平坦部與半橢圓狀的部分組成的扁平狀。即，容器10被加工呈扁平。在熱管4，亦即在熱管4沒有運轉的狀態，可防止液相工作流體積留在容器10的一方的端部11的端面及其附近。此外，熱管4的容器10由於具有平坦部，故可提升與被冷卻體的發熱體之間的熱接觸性。

接著，使用圖式說明關於本發明的第5實施形態例的熱管。此外，關於與第1~4實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

在關於設有一個凸狀燒結體的第2實施形態例的熱管，對容器的長邊方向正交的方向的剖面形狀大略為圓形狀，惟取代此，如圖5所示，關於第5實施形態例的熱管5，對容器10的長邊方向正交的方向的剖面形狀，是由平坦部與半橢圓狀的部分所組成的扁平形狀。在熱管5，即使在熱管5沒有運轉的狀態，可防止液相工作流體積留在容器10的一方的端部11的端面及其附近。此外，由於熱管5的容器10具有平坦部，故可提升與被冷卻體的發熱體之間的熱接觸性。

接著，使用圖式說明關於本發明的第6實施形態例的熱管。此外，關於與第1~5實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

在關於設置有兩個凸狀燒結體的第3實施形態例的熱管，對容器的長邊方向正交的方向的剖面形狀大略為圓形狀，惟取代此，如圖6所示，關於第6實施形態例的熱管6，對容器10的長邊方向正交的方向的剖面形狀，是由平坦部與半橢圓狀的部分所組成的扁平形狀。在熱管6，即使在熱管6沒有運轉的狀態，可防止液相工作流體積留在容器10的一方的端部11的端面及其附近。此外，由於熱管6的容器10具有平坦部，故可提升與被冷卻體的發熱體之間的熱接觸性。

接著，使用圖式說明關於本發明的第7實施形態例的熱管。此外，關於與第1~6實施形態例的熱管相同的構成元件，使用相同符號說明。

在上述各實施形態例，燒結體層係設在熱管的一方的端部，惟取代此，如圖7所示，關於第7實施形態例的熱管7，在容器10的長邊方向的中央部設置燒結體層14，而在容器10的長邊方向的兩端並沒有設置燒結體層14。因此，在容器10的兩端，溝部13露出在容器10的內部空間(空洞部17)。在關於第7實施形態例的熱管7，容器10的長邊方向的形狀大略為U字狀，在容器10的長邊方向的2處形成彎曲部。在形成大略U字狀的2處彎曲部70(一方的彎曲部70-1與另一方的彎曲部70-2)及其附近設置燒結體層14。因此，至少從一方的彎曲部70-1到另一方的彎曲部70-2的部分設有燒結體層14。此外，第1燒結部15設置在燒結體層14的長邊方向的中央部，與第1燒結部15連續的第2燒結部16，係設置於燒結體層14的長邊方向的兩端部。在熱管7，容器10的長邊方向的中央部與發熱體100熱性連接而成為受熱部，當容器10的長邊方向的兩端部成為散熱部時，可發揮與上述相同的效果。

第1燒結部15的位置，只要是在燒結體層14的長邊方向的中央部，就沒有特別限定，例如，第1燒結部15設置在一方的彎曲部70-1與另一方的彎曲部70-2之間。因此，在一方的彎曲部70-1與另一方的彎曲部70-2之間，形成2個位於第1燒結部15與第2燒結部16的邊界的邊界部18。

此外，與第1燒結部15的兩端連續的第2燒結部16，延伸至比2個彎曲部70更朝向容器10的端部方向。即，第2燒結部16從容器10的彎曲部70朝向容器10的端部方向，延伸既定的長度。因此，2處彎曲部70的內周面均被第2燒結部16覆蓋。

只要在容器10的長邊方向的兩端部設有燒結體層14，則第2燒結部16，從容器10的彎曲部70向容器10的端部方向延伸的長度，就沒有特別限定。容器10的彎曲部70之中，從圖7的內側的彎曲部分71向容器10的端部方向延伸的第2燒結部16的長度，例如，以容器10的外徑的0.20倍~5.0倍為佳，以0.5倍~2.0倍特別佳。藉由使第2燒結部16，從容器10的內側的彎曲部分71向容器10的端部方向延伸的長度在上述範圍，即使熱管7在沒有運轉的狀態，可確實防止液相工作流體積留在容器10的長邊方向的中央部，藉由在容器10的長邊方向的兩端充分確保流動阻力小的溝部13，可使得在容器10的長邊方向的兩端油氣相相變化成液相的工作流體，更順利地回流向容器10的長邊方向的中央部。

接著，說明關於本發明的熱管的製造方法例。首先，說明關於第1實施形態例的熱管的製造方法例。上述製造方法，並無特別限定，例如，關於第1實施形態例的熱管，係對溝部之形成在內壁面的圓形狀管材的長邊方向之中的一方的端部，插入既定形狀的芯棒。在管材的內壁面與芯棒的表面之間形成的空隙部，依序填充第1燒結部的原料的第1粉體及第2燒結部的原料的第2粉體。接著，將被填充了第1粉體及第2粉體的管材加熱處理，藉由從管材拔出芯棒，可製造在一方的端部具有第1燒結部及第2燒結部的熱管。

此外，設有凸狀燒結體的熱管，可藉由插入具有既定的切口部的芯棒，將第1燒結部的原料的第1粉體，及第2燒結部的原料的第2粉體依序填充不只在管材的內壁面與芯棒的表面之間所形成的空隙部內，亦填充在管材的內壁面與切口部之間所形成的空隙部內，並藉由加熱處理而製造。

接著，說明關於本發明的熱管的使用方法例。在此，說明如圖8所示，在關於第1實施形態例的熱管1，使用長邊方向的形狀大略為L字狀的容器10的熱管8取代長邊方向的形狀大略為直線狀的容器10，在另一方的端部12，進一步設置散熱鰭片30(散熱片)。

在熱管8冷卻發熱體時，例如在容器10的長邊方向的第1燒結部15的尺寸，設定成從容器10的一方的端部11，到另一方的端部12側的發熱體100的邊端的尺寸或即使超過另一方的端部12側的發熱體100的邊端，在容器10的長邊方向為發熱體100的尺寸的10~50%的尺寸，則可更有效地發揮防止液相工作流體積留的效果及熱傳輸效果。此外，熱管8經由受熱板101與發熱體100熱性連接時，將燒結體層14的尺寸，設定成在容器10的長邊方向，使第2燒結部16的至少一部分跨到受熱板101，則可更有效地發揮防止液相工作流體積留的效果及熱傳輸效果。

接著，說明關於本發明其他實施形態例的熱管。在關於上述第1~第6實施形態例的熱管，燒結體層只設置在容器的一方的端部，惟取代此，亦可係從容器的一方的端部延伸到中央部的態樣。此外，關於上述第1~第6實施形態例的熱管，容器的長邊方向的形狀大略為直線狀，此形狀並無特別限定，亦可例如為U字狀、L字狀等，具有彎曲部的形狀。

關於上述第3、第6實施形態例的熱管，第1凸狀燒結體與第2凸狀燒結體並沒有連接，惟取代此，亦可為其頂部(尖端部)互相連接的態樣。這種情況，在凸狀燒結體的兩側個別形成一個蒸汽流路(空洞部)。此外，關於上述第2、第3、第5、第6實施形態例的熱管，雖然凸狀燒結體從第1燒結部延伸到第2燒結部，亦可取代此，即凸狀燒結體只設置在第2燒結部。 [實施例]

接著，說明本發明的實施例，惟本發明只要不超過其宗旨，不應限定於該等例。

實施例1~3 用圖1所示關於第1實施形態例的態樣的熱管作為熱管。使用平均一次粒徑為75μm的銅粉作為第1燒結部(長度20mm)的原料的第1粉體，平均一次粒徑為140μm的銅粉作為第2燒結部(長度25mm)的原料的第2粉體。使用長度200mm的剖面為圓形狀的管材(不鏽鋼)作為容器。使用水作為封入容器內的工作流體。將上述熱管，設置成長邊方向為垂直，且燒結體層成為重力方向側，以-40℃×23分鐘→85℃×23分鐘施以熱衝擊試驗之後，以目視沒有看到容器形狀變形的比例，作為OK率(%)測定。

實施例4 使用圖2所表示關於第2實施形態例的態樣的熱管作為熱管取代圖1所示關於第1實施形態例的態樣的熱管以外，與實施例1~3相同。

比較例1~3 使用第1粉體取代第2粉體，作為第2燒結部的原料粉以外，分別與實施例1~3相同。

將實施例及比較例的具體的試驗條件及試驗結果示於下述表1。

[表1]

由表1，在以第1燒結部與第2燒結部的2種燒結部作為燒結體層的實施例1~4，在100循環，亦得到優良的熱衝擊OK率。特別是，T1/T2為47~56%(0.47~0.56)，A1/A2為58~69%(0.58~0.69)的實施例1、2，與T1/T2為68%(0.68)，A1/A2為47%(0.47)的實施例3比較，進一步提升熱衝擊OK率。

另一方面，在沒有設置第2燒結部，形成1種燒結部的比較例1~3，T1/T2及A1/A2分別與實施例1~3的T1/T2及A1/A2大致相同，但即使在50循環，亦無法得到良好的OK率。 [產業上的可利性]

本發明的熱管，由於即使容器的長邊方向對重力方向大略為平行，以底熱的型態設置，且工作流體結凍時，亦可防止容器變形，並且可發揮優良的熱傳輸特性，故例如，在寒冷地區的使用領域的利用價值高。

1、2、3、4、5、6、7‧‧‧熱管

10‧‧‧容器

11‧‧‧一方的端部

12‧‧‧另一方的端部

13‧‧‧溝部

14‧‧‧燒結體層

15‧‧‧第1燒結部

16‧‧‧第2燒結部

17‧‧‧空洞部

18‧‧‧邊界部

24‧‧‧凸狀燒結體

24-1‧‧‧第1凸狀燒結體

24-2‧‧‧第2凸狀燒結體

30‧‧‧鰭片

70‧‧‧彎曲部

71‧‧‧彎曲部分

100‧‧‧發熱體

101‧‧‧受熱板

圖1(a)係關於本發明的第1實施形態例的熱管的側面剖面圖，圖1(b)圖係(a)圖的A-A剖面圖。 圖2係關於本發明的第2實施形態例的熱管的正面剖面圖。 圖3係關於本發明的第3實施形態例的熱管的正面剖面圖。 圖4係關於本發明的第4實施形態例的熱管的正面剖面圖。 圖5係關於本發明的第5實施形態例的熱管的正面剖面圖。 圖6係關於本發明的第6實施形態例的熱管的正面剖面圖。 圖7係關於本發明的第7實施形態例的熱管的側面剖面圖。 圖8係關於本發明的實施形態例的熱管的使用方法例的說明圖。

Claims (8)

1. 一種熱管，係具備： 具有一方的端部的端面與另一方的端部的端面被密封的管狀，且具有形成溝部的內壁面的容器； 將粉體燒結，設置於上述容器的一方的端部的內壁面的燒結體層；及 被封入上述容器的空洞部內的工作流體的熱管，其特徵在於， 上述燒結體層具有位於上述一方的端部的端面側的第1燒結部，及與該第1燒結部連續且位於上述另一方的端部側的第2燒結部， 成為上述第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為上述第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。
2. 一種熱管，係具備： 具有一方的端部的端面與另一方的端部的端面被密封的管狀，且具有形成溝部的內壁面的容器； 將粉體燒結，設置於上述容器的長邊方向中央部的內壁面的燒結體層；及 被封入上述容器的空洞部內的工作流體的熱管，其特徵在於， 上述燒結體層具有位於上述燒結體層的中央部的第1燒結部，及與上述第1燒結部連續且位於上述燒結體層的兩端部的第2燒結部， 成為上述第1燒結部的原料的第1粉體的平均一次粒徑，較成為上述第2燒結部的原料的第2粉體的平均一次粒徑小。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的熱管，上述第1粉體的平均一次粒徑相對於上述第2粉體的平均一次粒徑的比為0.3~0.9。
4. 如申請專利範圍第1至3項之任何一項所述的熱管，在垂直於上述容器的長邊方向的剖面，進一步設置從上述燒結體層突出，且由粉體被燒結而成的凸狀燒結體。
5. 如申請專利範圍第1至4項之任何一項所述的熱管，在上述溝部的底部的上述容器的壁厚(T1)/在上述溝部的頂部的上述燒結體層的厚度(T2)為0.30~0.80。
6. 如申請專利範圍第1至3項之任何一項所述的熱管，在垂直於上述容器的長邊方向的剖面，上述燒結體層的面積(A1)/上述空洞部的面積(A2)為0.30~0.80。
7. 如申請專利範圍第4項所述的熱管，在垂直於上述容器的長邊方向的剖面，(上述燒結體層的面積(A1)+上述凸狀燒結體的面積(A3))/上述空洞部的面積(A2)為1.2~2.0。
8. 如申請專利範圍第1至7項之任何一項所述的熱管，其中在上述容器的長邊方向，第1燒結部的長度/第2燒結部的長度為0.2~3.0。