(57)【要約】【課題】液体弾管路を有する還流ヒートパイプを提供する。【解決手段】液体弾管路を有する還流ヒートパイプは蒸発チャンバー、還流管および作動液を備える。蒸発チャンバーはハウジングおよびハウジング内に配置された毛細管材を有する。還流管は両端がハウジングに別々に接続される。作動液は蒸発チャンバーに注入される。還流管は長さが所定の部位が冷却部位となり、冷却部位から気体端までの部分が気体部位となり、冷却部位から液体端までの部分が液体部位となる。還流管の液体部位は内部の少なくとも一つのスペーサーによって二つ以上の液体弾管路に分割される。二つ以上の液体弾管路は相互に繋がらず、それぞれ冷却部位およびハウジング内部に繋がり、口径が還流管の口径より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発チャンバー、還流管および作動液を備え、
前記蒸発チャンバーは、ハウジングおよび前記ハウジング内に配置された毛細管材を有し、前記毛細管材は前記ハウジングに充満せず、前記ハウジングとの間に蒸気空間を形成し、
前記還流管は、一端が気体端となり、別の一端が液体端となり、前記還流管の前記気体端は前記ハウジングに接続され、その空間に繋がり、前記還流管の前記液体端は前記ハウジングに接続され、前記ハウジングの内部に繋がり、
前記作動液は、前記蒸発チャンバーに注入され、
前記還流管は長さが所定の部位が冷却部位となり、前記冷却部位から前記気体端までの部分が気体部位となり、前記冷却部位から前記液体端までの部分が液体部位となり、放熱部材は前記冷却部位の表面に配置され、
前記還流管の前記液体部位は内部の少なくとも一つのスペーサーによって二つ以上の液体弾管路に分割され、二つ以上の前記液体弾管路は相互に繋がらず、それぞれ前記冷却部位および前記ハウジング内部に繋がり、口径が前記還流管の口径より小さいことを特徴とする、
液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項２】
少なくとも一つの前記スペーサーは、前記還流管の前記液体部位から前記冷却部位まで延長されることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項３】
少なくとも一つの前記スペーサーは、延長距離が前記冷却部位全体の長さまでであることを特徴とする請求項２に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項４】
少なくとも一つの前記スペーサーは、前記還流管の前記液体部位から前記冷却部位、前記気体部位の前記気体端まで延長されることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項５】
前記還流管は、二つの管体を有し、前記液体部位および前記冷却部位は一つの前記管体から形成され、前記気体部位は別の一つの前記管体から形成され、前記気体部位になる前記管体の口径は前記液体部位および前記冷却部位になる前記管体の口径より小さく、前記液体部位および前記冷却部位になる前記管体は前記気体部位になる前記管体の外部の一部分に嵌まり、二つの前記管体の内部空間を相互に連絡させることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項６】
前記還流管は、二つの管体を有し、前記液体部位および前記冷却部位は一つの前記管体から形成され、前記気体部位は別の一つの前記管体から形成され、前記気体部位になる一つの前記管体は別の一つの前記管体の外部の一部分に嵌まり、二つの前記管体の内部空間を相互に連絡させることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項７】
前記スペーサーは数が複数であり、前記還流管の前記液体部位は複数の前記スペーサーによって複数の前記液体弾管路に分割されることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項８】
前記毛細管材は、前記ハウジングとの間に形成された貯水空間を有し、前記貯水空間は前記蒸気空間に繋がらず、前記還流管の前記液体端に繋がることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項９】
前記蒸気空間は、共有室および複数のサイドスペースを有し、複数の前記サイドスペースは相互に距離を保ち、それぞれ前記共有室に繋がることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項１０】
前記毛細管材は銅粉末の焼結によって成形されることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項１１】
前記液体弾管路の口径は前記還流管の前記気体部位の口径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【請求項１２】
少なくとも一つの前記スペーサーおよび前記還流管は一体成型であることを特徴とする請求項１に記載の液体弾管路を有する還流ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還流ヒートパイプに関し、詳しくは液体弾管路を有する還流ヒートパイプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により掲示された還流ヒートパイプは外側ケースおよび内側ケースからなるハウジングを備え、内側ケースの熱伝導開口部に配置された毛細管部材および外部の循環管路から構成され、外側ケースの熱伝導率が内側ケースの熱伝導率より大きい。
特許文献１において、液体管路は液体を容易に流動させるように設計されていないため、液体が流動してもハウジングにスムーズに還流することは難しい。
【０００３】
特許文献２により掲示された還流ヒートパイプは液体管路内に配置された可撓性のメッシュ状脈管によって液体をスムーズに還流させるものである。しかしながら、該案の特許技術は可撓性のメッシュ状脈管を液体管路および冷却部に連結する作業が必要であるため、製造工程において、組み立て作業が増加する。
また、燒結作業が必要であるため、製造コストが増加するだけでなく、組み立て作業または燒結作業の不良が原因で歩留まりが低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許Ｉ６０４１７３号公報
【特許文献２】台湾特許Ｉ３０４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、液体弾管路を有する還流ヒートパイプは還流管の液体部位の内部が分割されて形成した小口径の管路によって液体作動液に液体弾を生成させるため、液体作動液は毛管力がない状態で還流管内部の圧力差によって液体弾を前進させることによって蒸発チャンバーにスムーズに還流できる、液体弾管路を有する還流ヒートパイプを提供することを主な目的とする。
【０００６】
本発明は、液体弾管路を有する還流ヒートパイプは還流管の液体部位にメッシュ状脈管または毛細管材などを配置する工程がないため、製造コストを削減し、歩留まりを向上させることができる、液体弾管路を有する還流ヒートパイプを提供することをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための、液体弾管路を有する還流ヒートパイプは蒸発チャンバー、還流管および作動液を備える。
蒸発チャンバーはハウジングおよびハウジング内に配置された毛細管材を有する。毛細管材はハウジングに充満せず、ハウジングとの間に蒸気空間を形成する。還流管は一端が気体端となり、別の一端が液体端となる。還流管の気体端はハウジングに接続され、その空間に繋がる。還流管の液体端はハウジングに接続され、ハウジングの内部に繋がる。作動液は蒸発チャンバーに注入される。還流管は長さが所定の部位が冷却部位となり、冷却部位から気体端までの部分が気体部位となり、冷却部位から液体端までの部分が液体部位となる。放熱部材は冷却部位の表面に配置される。還流管の液体部位は内部の少なくとも一つのスペーサーによって二つ以上の液体弾管路に分割される。二つ以上の液体弾管路は相互に繋がらず、それぞれ冷却部位およびハウジング内部に繋がり、口径が還流管の口径より小さい。
【０００８】
上述したとおり、本発明は還流管の液体部位の内部を小口径の管路に分割することによって液体作動液に液体弾を生成させる効果を生じるため、液体作動液は毛管力がない状態で還流管内部の圧力差によって液体弾を前進させる形で蒸発チャンバーまで還流することができる。
本発明は還流管の液体部位にメッシュ状脈管または毛細管材などを配置する工程がないため、製造コストを削減し、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す横断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に掲示された還流管およびスペーサーを示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に掲示された別のスペーサーを示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に掲示された別のスペーサーを示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に掲示された別のスペーサーを示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す横断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示す横断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示す横断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による液体弾管路を有する還流ヒートパイプを図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１から図６に示すように、本発明の第１実施形態による液体弾管路を有する還流ヒートパイプ１０は、蒸発チャンバー１１、還流管２１および作動液３１から構成される。
【００１２】
蒸発チャンバー１１は、ハウジング１２およびハウジング１２内に配置された毛細管材１４を有する。毛細管材１４はハウジング１２に充満せず、ハウジング１２との間に蒸気空間１６を形成する。
蒸気空間１６は共有室１６１および複数のサイドスペース１６２を有する。複数のサイドスペース１６２は毛細管材１４によって相互に距離を保つ。複数のサイドスペース１６２はそれぞれ共有室１６１に繋がり、それ以外の部位において相互に繋がらない。本実施形態において、毛細管材１４は銅粉末の焼結によって成形される。
【００１３】
還流管２１は、一端が気体端２１４となり、別の一端が液体端２１６となる。還流管２１の気体端２１４はハウジング１２に接続され、その空間に繋がる。還流管２１の液体端２１６はハウジング１２に接続され、ハウジング１２の内部に繋がる。
【００１４】
作動液３１は、蒸発チャンバー１１に注入される。本実施形態において、作動液は純水からなり、毛細管材１４に吸着し、かつ還流管２１の一部分に存在する。
【００１５】
還流管２１は長さが所定の部位が冷却部位２２となり、冷却部位２２から気体端２１４までの部分が気体部位２４となり、冷却部位２２から液体端２１６までの部分が液体部位２６となる。放熱部材１００は冷却部位２２の表面に配置され、複数のフィンから構成されてもよい。
還流管２１の液体部位２６は内部に一つのスペーサー２８を有することによって分割され、二つの小管路すなわち液体弾管路２９を形成する。還流管２１の液体部位２６において、二つの液体弾管路２９は相互に繋がらず、それぞれ冷却部位２２およびハウジング１２内部に繋がり、口径が還流管２１の口径より小さい。実際に製作する際、スペーサー２８は還流管２１と一体成型される板体であってもよい。作動液３１は還流管２１の液体部位２６内に位置する。
【００１６】
本実施形態において、スペーサー２８は液体部位２６に配置されるだけでなく、気体部位２４に届かず冷却部位２２の全体まで延長され、延長距離は冷却部位２２全体の長さまでである。
冷却部位２２は気体作動液が冷却して液体作動液に変化する部位である。スペーサー２８の延長距離が冷却部位２２の長さと一致すれば、液体弾管路２９が冷却部位２２の全体に形成される。液体弾管路２９は還流管２１の口径より小さい管路であり、液体作動液に液体弾３１１を生成させる効果を生じるため、液体作動液は毛管力がない状態で還流管２１内部の圧力差によって液体弾３１１を前進させる形で蒸発チャンバー１１内にスムーズに還流し、毛細管材１４に吸着することができる。
【００１７】
本実施形態において、気体部位２４および液体部位２６は口径が同じである。液体弾管路２９の口径は還流管２１の気体部位２４の口径より小さい。以上により、液体弾管路２９と還流管２１の関係、即ち口径の大きさが判明した。つまり、液体弾管路２９は口径が比較的小さいため、液体弾を生じさせることが容易である。
【００１８】
図４に示すように、板体のスペーサー２８’は断面形状が直線状に限らず、円弧状であってもよい。図５に示すように、スペーサー２８”の数は一つに限らず、三つでもよい。これによって、還流管２１”は三つの液体弾管路２９”に分割される。図６に示すように、スペーサー２８’’’の形は板状に限らず、柱体に形成された中空管体の管壁であってもよい。
【００１９】
以上は本発明の第１実施形態の構造についての説明である。続いて本発明の第１実施形態の作動状態について説明を進める。
【００２０】
図１および図２に示すように、液体弾管路を有する還流ヒートパイプ１０が作動する前に、コンピューターの中央処理装置（ＣＰＵ）などの発熱源に蒸発チャンバー１１を付着させ、還流管２１の冷却部位２２に放熱部材１００を配置する。本実施形態において、放熱部材１００は複数のフィンから構成される。
【００２１】
液体弾管路を有する還流ヒートパイプ１０を起動すると、発熱源の熱エネルギーは蒸発チャンバー１１に伝導する。続いて蒸発チャンバー１１内の毛細管材１４に吸着した作動液は蒸発し、気体作動液に変わって蒸気空間１６内に拡散する。
蒸気空間１６内の気体作動液は複数のサイドスペース１６２によって十分に拡散し、共有室１６１を通って還流管２１の気体部位２４に流入し、冷却部位２２に到達する。このとき冷却部位２２に位置する放熱部材１００は空気によって熱エネルギーを拡散させ、冷却部位２２の内部温度を蒸発チャンバー１１の温度以下に降下させるため、冷却部位２２内の気体作動液は冷却および凝結し、水滴状の液体作動液に変わって冷却部位２２内の液体弾管路２９の管壁に付着する。
冷却して凝集した液体作動液が多ければ水滴状の液体作動液が大きくなり、液体弾管路２９の断面に充満する液体弾３１１を生成する。続いて、液体弾管路２９は口径が還流管２１より小さいため、液体作動液に液体弾３１１を生成させる効果を有する。気体作動液は気体部位２４から冷却部位２２に持続的に流れ込み、圧力差を生じる。液体弾３１１は気体作動液の生じた圧力差によって冷却部位２２から液体弾管路２９へ前進し、そののち蒸発チャンバー１１に流れ込み、再び毛細管材１４に吸着する。
このような循環作用により発熱源の熱エネルギーを持続的に誘導し、良好な放熱効果を達成することができる。
【００２２】
上述したとおり、本発明において、還流管２１の液体部位２６は内部が分割されて形成した小口径の液体弾管路２９によって液体作動液に液体弾３１１を生成させる効果を生じるため、液体作動液は毛管力がない状態で還流管２１内部の圧力差によって液体弾３１１を前進させる形で蒸発チャンバー１１内にスムーズに還流することができる。一方、還流管２１の液体部位２６にはメッシュ状脈管または毛細管材などが配置されないため、従来の技術と比べて、本発明は製造コストを削減し、歩留まりを向上させることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態による液体弾管路を有する還流ヒートパイプ４０を示す横断面図である。第１実施形態との違いは次のとおりである。
【００２４】
第２実施形態において、毛細管材４４はハウジング４２との間に形成された貯水空間４７を有する。貯水空間４７は蒸気空間４６に繋がらず、還流管の液体端に繋がる。管貯水空間４７は作動液の調節に用いられ、かつ従来の還流ヒートパイプに液体作動液を還流させる液体部位が必要であるために設計される。
蒸発チャンバー内の作動液の大部分が還流管の気体部位、冷却部位および液体部位に留まり、蒸発チャンバーに還流してこない場合、蒸発チャンバーは内部の水量が少な過ぎるため効果的に作動できない状態、即ち空焼きを発生させる。それに対し、貯水空間４７は作動液の水量を調節する効果を有するため、蒸発チャンバー１１内の作動液４９の量を一定にし、空焼きを防止することができる。
【００２５】
第２実施形態において、スペーサー５８は冷却部位５２まで延長されないため、冷却部位５２内の液体作動液は直接液体弾管路５９に流入できなくても、ある程度の量が貯まると液体弾管路５９に流入できる。第２実施形態は液体弾を生成する効果が第１実施形態ほどではないが、液体部位５６の液体弾管路５９によって液体作動液に液体弾を生成させる効果を発揮できるため、液体作動液は蒸発チャンバー４１に容易に還流できる。
【００２６】
第２実施形態に対し、スペーサー５８を液体部位５６から冷却部位５２の長さの半分まで伸ばせば液体弾管路５９が冷却部位５２の長さの半分まで伸びる。このような構造によって液体弾を生成する効果は第１実施形態ほどではないが、第２実施形態に優れる。
【００２７】
第２実施形態のほかの構造および達成できる効果は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００２８】
（第３実施形態）
図８は本発明の第３実施形態による液体弾管路を有する還流ヒートパイプ６０を示す横断面図である。第１実施形態との違いは次のとおりである。
【００２９】
第３実施形態において、スペーサー６８は冷却部位６２および気体部位６４の気体端６１４まで伸びるように配置される。
【００３０】
上述した構造により、気体作動液は気体部位６４から直接小口径の液体弾管路６９に流入し、冷却部位６２に到達する前に小さい水滴を凝集させる。凝集した小さい水滴は少量であるため、液体弾にならない。言い換えれば、上述した構造は全体の作動効率に影響を与えることがなく、液体弾管路６９が還流管６１の内部全体に形成されるため、直接丸々一本のパイプを組み合わせるのみでできる。
つまり、還流管６１の一部分にスペーサーを配置しない別の製造工程も、第１実施形態のようにスペーサー６８を冷却部位６２まで正確に延長する製造工程も必要ではない。従って、第３実施形態は第１実施形態より製造コストを削減できる。
【００３１】
第３実施形態のほかの構造および達成できる効果は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３２】
（第４実施形態）
図９は本発明の第４実施形態による液体弾管路を有する還流ヒートパイプ７０を示す横断面図である。第１実施形態との違いは次のとおりである。
【００３３】
第４実施形態において、還流管７１は二つの管体７１ａ、７１ｂを有する。液体部位７６および冷却部位７２は管体７１ｂから形成される。気体部位７４は管体７１ａから形成される。気体部位７４の口径は液体部位７６および冷却部位７２の口径より小さい。液体部位７６および冷却部位７２になる管体７１ｂは気体部位７４になる管体７１ａの外部の一部分に嵌まり、管体７１ｂ、管体７１ａの内部空間を相互に連絡させる。
上述した構造により、二つの管体７１ａ、７１ｂを連結して還流管７１を形成する連結関係が明確化した。気体部位７４になる管体７１ａの内部にはスペーサーを配置せず、液体部位７６および冷却部位７２になる管体７１ｂの内部にスペーサーを配置すればよい。
【００３４】
つまり、第４実施形態の構築は二つの異なる管体を連結して還流管７１を形成することが特徴である。
【００３５】
第４実施形態のほかの構造および達成できる効果は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３６】
（第５実施形態）
図１０は本発明の第５実施形態による液体弾管路を有する還流ヒートパイプ８０を示す横断面図である。第４実施形態との違いは次のとおりである。
【００３７】
第５実施形態において、還流管８１は二つの管体８１ａ、８１ｂを有する。液体部位８６および冷却部位８２は管体８１ｂから形成される。気体部位８４は管体８１ａから形成される。
気体部位８４になる管体８１ａは管体８１ｂの外部の一部分に嵌り、管体８１ａと管体８１ｂの内部空間とを相互に連絡させる。気体部位８４になる管体８１ａの口径が管体８１ｂの口径より小さいため、製造する際には、気体部位８４になる管体８１ａの末端部を拡張し、口径を大きくした後、管体８１ｂに管体８１ａを嵌める。
【００３８】
第５実施形態の構築は上述に限らず、気体部位８４になる管体８１ａの口径が管体８１ｂより小さくても、小口径の管体で大口径の管体を連結してもよい。
【００３９】
第５実施形態のほかの構造および達成できる効果は第４実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【符号の説明】
【００４０】
１０、４０、６０、７０、８０  液体弾管路を有する還流ヒートパイプ
１１、４１  蒸発チャンバー
１２、４２  ハウジング
１４、４４  毛細管材
１６、４６  蒸気空間
１６１  共有室
１６２  サイドスペース
２１、２１”、２１’’’、６１、７１、８１  還流管
２１４、６１４  気体端
２１６  液体端
２２、５２、６２、７２、８２  冷却部位
２４、６４、７４、８４  気体部位
２６、５６、７６、８６  液体部位
２８、２８’、２８”、２８’’’、５８、６８  スペーサー
２９、２９”、５９、６９  液体弾管路
３１、４９  作動液
３１１  液体弾
４７  貯水空間
７１ａ、７１ｂ、８１ａ、８１ｂ  管体
１００  放熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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