(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒートパイプのチャンバー内の作動流体の流動抵抗を下げて、その蒸発端と凝縮端の間の作動流体の回流を促進するヒートパイプの構造を提供する。【解決手段】作動流体を充填するチャンバーを構成する管体を具える。ヒートパイプのチャンバー内を発熱体から熱を吸収して作動流体を気化させる蒸発端と気化した作動流体を放熱して凝縮させる凝縮端との間で、その一方から順に第一ゾーン１１１、第二ゾーン１１２及び第三ゾーン１１３とし、第二ゾーンに第一毛細構造１３を配置し、凝縮端で凝縮した作動流体を蒸発端に回流させる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ヒートパイプの構造において、
作動流体を充填するチャンバー内をヒートパイプのチャンバー内を発熱体から熱を吸収して作動流体を気化させる蒸発端と気化した作動流体を放熱して凝縮させる凝縮端との間で、その一方から順に第一ゾーン、第二ゾーン及び第三ゾーンとして、凝縮した作動流体を回流する第一毛細構造を中間の第二ゾーンに配置したことを特徴とするヒートパイプの構造。
【請求項２】
前記チャンバー内壁面に更に第二毛細構造を備え、該第二毛細構造は細溝、親水性・疏水性の薄膜もしくは毛細管作用を有する微細構造体であることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項３】
前記第一毛細構造は、前記第二ゾーンから該第一ゾーン又は第三ゾーンまで延長されたことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項４】
前記チャンバー内壁は平滑管壁としたことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項５】
前記第一ゾーン及び第三ゾーンは、少なくともどちらかに毛細管作用を有するコーティングフィルムを設置したことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項６】
前記第一毛細構造は、粉末焼結層もしくはグリッド体もしくは繊維体もしくは多孔性構造体であることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項７】
前記チャンバーは、更に、前記第二ゾーンの相対する内壁である第一側及び第二側の一方に前記第一毛細構造を設置し、他方側と第一毛細構造との間に作動流体の流通する該第一流道を形成したことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプの構造。
【請求項８】
前記チャンバーは、更に、前記第二ゾーンの相対する内壁である第一側及び第二側と隣接して相対する内壁面の第三及び第四側の中間に前記第一毛細構造を設置し、該第一毛細構造の両側に作動流体の流通する該第一流道及び第二流道を形成したことを特徴とする請求項７記載のヒートパイプの構造。
【請求項９】
前記チャンバーは、更に、前記第三側及び第四側間に複数の第一毛細構造を設置して、これらの第一毛細構造間に複数の前記第一流道を形成したことを特徴とする請求項７記載のヒートパイプの構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ヒートパイプの構造に関するもので、特にヒートパイプ内部のチャンバーの圧力抵抗を下げ、内部の作動流体の液体気体循環効率を大幅に向上させるヒートパイプの構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
ヒートパイプの表面の熱伝導率は銅、アルミニウム等金属の数倍から数十倍前後で非常に優れている。そのため、冷却用部品として各種熱対策関連機器に適用されている。またその形状から、ヒートパイプは円形管のヒートパイプと扁平形状のヒートパイプに分かれる。CPUもしくはその他動作に伴って熱を発生する電子部品等の電子機器である被冷却部品を冷却するため、被冷却部品に簡単に設置し且つ広い接触面積を確保するという観点に基づき、扁平型ヒートパイプによって放熱するのが望ましい。冷却機構の小型化、省空間化に従って，ヒートパイプを使用する冷却機構の状況は、更に該ヒートパイプの極薄化が厳格に求められている。
【０００３】
ヒートパイプ内部に空間を形成して作動流体の流路を作り、該空間内の作動流体を収容し、蒸発、凝縮等の相変化や移動等によって熱の転移を行う。
【０００４】
業界では、ヒートパイプを採用して熱伝導の部品とする。ヒートパイプを放熱フィン内に差し込んで設置し、ヒートパイプ内部に充填した低沸点の作動液で発熱電子部品箇所（蒸発端）の吸熱蒸発を行い、放熱フィンへ向けて移動し、放熱フィン箇所（凝縮端）で発熱電子部品から発生した熱量を放熱フィンへ伝達し、放熱ファンで発生した熱量を導き出して電子部品の放熱を完成する。
【０００５】
また、該ヒートパイプの製造方法は、中空管体内に金属粉末を入れ、該金属粉末を焼結して該中空管体の内壁に完成された毛細構造層を形成し、その後、該管体に作動流体を真空注入して最後に管口を閉じる。電子設備の薄型化によって、ヒートパイプを扁平に圧して製作し薄型扁平ヒートパイプにする。
【０００６】
公知技術の薄型扁平ヒートパイプの構造は、そのチャンバー内に毛細構造を形成して作動流体の気体液体循環がスムーズに作用する。しかしながら、該毛細構造が該薄型扁平ヒートパイプのチャンバー表面に広く形成されているため、作動流体が蒸発端から熱蒸発を受けた後該凝縮端へ拡散し、該作動流体が該蒸発端で気体となり、該蒸発端から離れた後、該凝縮端へ向かって拡散した時、徐々に冷却凝縮を受けて液体に転換し、更に毛細構造を通して該蒸発端へ回流する。そのため、一部の作動流体は凝縮端へ完全に到達することなく気体から液体へ転換して蒸発端へ回流する。すなわち、凝縮端に設置した一部の毛細構造の作用が発揮されず、材料の浪費となってしまう。その他、該薄型扁平ヒートパイプのチャンバーは扁平加工処理を受けることで空間が狭くなり、気体が液体の抵抗を受けて凝縮端で冷却放熱できなくなる。
【０００７】
更に、凝縮端に設置した毛細構造は凝縮端に於いて圧力抵抗を受け、気体が作動流体循環効率を下げ、一部液体の作動流体が該凝縮端で停留し、蒸発端へ回流できなくなる現象が発生し、更にはヒートパイプの熱伝導効率を下げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２６３４２７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、チャンバー内の圧力抵抗が上がり、チャンバー内の作動流体の液体気体循環効率が下がる点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案は、チャンバー及び作動流体及び第一毛細構造を備える管体を含む。該チャンバーは、少なくとも一第一ゾーン及び一第二ゾーン及び一第三ゾーンに分け、該第一、二、三ゾーンは相互連接し、該第一毛細構造は、該第二ゾーンに設置することを最も主要な特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案のヒートパイプの構造は、チャンバー内の圧力抵抗を下げ、チャンバー内の作動流体の液体気体循環効率を大幅に高めるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案のヒートパイプの構造第一実施例の立体図である。
【図２】本考案のヒートパイプの構造第一実施例のA-A断面図である。
【図３】本考案のヒートパイプの構造第二実施例の断面図である。
【図４】本考案のヒートパイプの構造第二実施例の断面図である。
【図５】本考案のヒートパイプの構造第二実施例の断面図である。
【図６】本考案のヒートパイプの構造第三実施例の断面図である。
【図７】本考案のヒートパイプの構造第四実施例の断面図である。
【図８】本考案のヒートパイプの構造第五実施例の断面図である。
【図９】本考案のヒートパイプの構造第六実施例の断面図である。
【図１０】本考案のヒートパイプの構造第七実施例の断面図である。
【図１１】本考案の薄型放熱管の構造作動指示図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
上述の知技術の欠点を改善し、導熱及び放熱効率を向上させるヒートパイプの構造を提供することを本考案の主な目的とする。
【００１４】
上述の目的を達成するため、本考案はヒートパイプの構造を提供し、管体を含む。
【００１５】
該管体はチャンバー及び作動流体及び第一毛細構造を備える。該チャンバーは少なくとも一第一ゾーン及び一第二ゾーン及び一第三ゾーンに分けられ、該第一、二、三ゾーンは相互に連接し、該第一毛細構造は該第二ゾーンに設置する。
【００１６】
本考案の構造によってチャンバーの抵抗を下げ、チャンバー内の作動流体の液体気体循環効率を大幅に向上する。
【実施例１】
【００１７】
本考案の上述目的及びその構造と機能上の特性は、図に基づき、良好な実施例を挙げて説明する。
【００１８】
図１、２は、本考案のヒートパイプの構造の第一実施例の立体及びA-A断面図であり、図に示すとおり，該ヒートパイプの構造は、管体１を具える。
【００１９】
該管体１は、チャンバー１１、作動流体１２（図中黒く塗りつぶした箇所）及び第一毛細構造１３を備える。該チャンバー１１は、少なくとも第一ゾーン１１１及び第二ゾーン１１２及び第三ゾーン１１３に分けられ、該第一、二、三ゾーン１１１、１１２、１１３相互連接し、該第一毛細構造１３は該第二ゾーン１１２に設置し、該チャンバー１１内壁は平滑管壁とする。
【００２０】
該第一毛細構造１３は、焼結粉末もしくはグリッド体もしくは繊維体もしくは多孔性構造体のうちのどれかであり、本実施例では焼結粉末で説明するが、これに制限されない。
【実施例２】
【００２１】
図３、４、５は、本考案のヒートパイプの構造第二実施例の断面図である。図に示すとおり，本実施例は、前述第一実施例と一部が同じであるため，ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第一実施例と異なる箇所として、該第三ゾーン１１３は親水性もしくは疏水性もしくは毛細作用を備えたマイクロ構造体からなるコーティングフィルム１５(例として図３参照)を設置するか、もしくは該第一ゾーン１１１に上記コーティングフィルム１５(例として図４参照)を設置するか、該第一、三ゾーン両方に上記コーティングフィルム１５(例として図５参照)を設置する。
【実施例３】
【００２２】
図６は、本考案のヒートパイプの構造第三実施例の断面図である。図に示すとおり、本実施例は前述第一実施例と一部が同じであるため、ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第一実施例と異なる箇所として、該チャンバー１１が更に第一側１１４及び第二側１１５を備え、該第一、二側１１４、１１５は相互に対応し、該第一毛細構造１３は第一側１１４に設置し、第一流道１１６を分ける。
【実施例４】
【００２３】
図７は、本考案のヒートパイプの構造第四実施例の断面図である。図に示すとおり、本実施例は、前述第三実施例と一部が同じであるため、ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第三実施例と異なる箇所は該チャンバー１１が更に第三側１１７及び第四側１１８を備え、該第一毛細構造１３は前述第三、四側１１７、１１８間に設置し、該第三、四側１１７、１１８と相互に連接し、第一流道１１６及び一第二流道１１９を分ける。
【実施例５】
【００２４】
図８は、本考案のヒートパイプの構造第五実施例の断面図である。図に示すとおり、本実施例は前述第三実施例と一部が同じであるため、ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第三実施例と異なる箇所は該チャンバー１１が更に第三側１１７及び第四側１１８を備え、該第三、四側１１７、１１８間には複数の第一毛細構造１３を設置し、該第三、四側１１７、１１８と相互に連接し、複数の第一流道１１６を分ける。
【実施例６】
【００２５】
図９は、本考案のヒートパイプの構造第六実施例の断面図である。図に示すとおり、本実施例は前述第一実施例と一部が同じであるため、ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第一実施例と異なる箇所は該チャンバー１１内側表面に更に第二毛細構造１４を備え、該第二毛細構造１４は細溝もしくは親/疏水性の薄膜もしくは毛細管作用を備えたマイクロ構造体である。本実施例は細溝で説明をしているが、これに制限されず、該管体１のチャンバー１１内壁面に細溝を設置し、その後該第二ゾーン１１２に前述の第一毛細構造１３を設置する。
【実施例７】
【００２６】
図１０は、本考案のヒートパイプの構造第七実施例の断面図である。図に示すとおり、本実施例は前述第一実施例と一部が同じであるため、ここでは重複して説明しない。
本実施例と前述第一実施例と異なる箇所は該第一毛細構造１３が該第二ゾーン１１２から該第一ゾーン１１１まで伸びる。
【００２７】
図１１は、本考案の薄型放熱管の構造作動指示図である。図に示すとおり、該第一ゾーン１１１を蒸発エリアとし、該第三ゾーン１１３は凝縮エリアとする。該凝縮エリアは少なくとも一放熱部品２と接続設置し、該蒸発エリアは発熱源３と接続設置する。該第一毛細構造１３は、該第二ゾーン１１２に設置し、蒸発エリアが該発熱源３の熱量を吸収し、該蒸発エリア内の液体作動流体１２１が気体作動流体１２２に転換し、該第一ゾーン１１１(蒸発エリア)から該第二ゾーン１１２に沿って該第三ゾーン１１３(即ち凝縮エリア)へ向かって拡散し、徐々に凝縮して液体作動流体１２１に転換する。チャンバー１１内の第一毛細構造１３が該第三ゾーン１１３(凝縮エリア)まで伸びない、即ち該第三ゾーン１１３部分は第一毛細構造１３を設置しないため、第三ゾーン１１３(凝縮エリア)の抵抗圧力を大幅に下げ、気体作動流体１２２が第一ゾーン１１１(蒸発エリア)から凝縮エリアへ拡散する効率を高め、凝縮後に液体の作動流体１２１へ転換して迅速に第一毛細構造１３から第一ゾーン１１１(蒸発エリア)へ回流する。この構造の他の長所は液体作動流体１２１が迅速に第一ゾーン１１１(蒸発エリア)へ回流して第三ゾーン１１３(凝縮エリア)に滞留せず伝熱効果を大幅に向上させる。
【００２８】
反対に、上述の第一ゾーン１１１を凝縮エリアとし、該第三ゾーン１１３を蒸発エリアにしても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１        管体
１１        チャンバー
１１１        第一ゾーン
１１２        第二ゾーン
１１３        第三ゾーン
１１４        第一側
１１５        第二側
１１６        第一流道
１１７        第三側
１１８        第四側
１１９        第二流道
１２        作動流体
１３        第一毛細構造
１４        第一毛細構造
１５        コーティングフィルム
２        放熱部品
３        発熱源
【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】
0003173464.tif 000012
【図１１】
0003173464.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月6日(2011.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
作動流体を充填するチャンバーを構成する管体を具えたヒートパイプにおいて、
該作動流体を充填するチャンバー内を発熱体から熱を吸収して作動流体を気化させる蒸発端と気化した作動流体を放熱して凝縮させる凝縮端との間で、その一方から順に第一ゾーン、第二ゾーン及び第三ゾーンとして、中間の該第二ゾーンに第一毛細構造を配置して該チャンバーの一方の端である凝縮端で凝縮した作動流体を他方の蒸発端に回流させるようにしたことを特徴とするヒートパイプの構造。