(57)【要約】      （修正有）【課題】如何なる毛細構造も必要とせずに作動流体を駆動し、熱量を伝達することができる熱対流ヒートシンク板構造を提供する。【解決手段】本体は、チャンバを有し、該チャンバは、蒸発領域と、冷却領域と、隔壁と、を有し、前記蒸発領域及び冷却領域は、それぞれ該チャンバの下側と上側に位置し、該隔壁の第１連通孔組み及び第２連通孔組と相互に連通し、該蒸発領域及び冷却領域は、複数の第１導流体及び第２導流体を有し、間隔を置いて配列し、該第１，２導流体間にそれぞれ広端及び狭端を有する第１，２流路を形成し、該第１，２流体は、それぞれ該第１，２流路と複数の第１導流部及び複数の第２導流部を形成し、且つ第１流路は、自由領域に接続し、冷却領域に適当な減圧設計により低圧端を発生させ、熱熱対流ヒートシンク板構造中で気液循環を駆動するのに必要な圧力勾配を形成する。【選択図】図１
0003163996.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体を具え、
該本体は、隔壁により上下に蒸発領域と冷却領域とに区画された冷媒を流通するチャンバーを形成し、
前記蒸発領域及び冷却領域は、それぞれ冷媒をチャンバーの面に沿って流動させる第１導流部及び第２導流部を形成し
該蒸発領域の第１導流部は、冷媒流体を導く複数の第１導流体を有し、第１導流体は、間隔を置いて平行に配列されて、各列の間に第１流路を形成すると共に、該第１流路は、それらの間隔を狭くした第１狭端及び間隔を広げた第１広端を形成し、各列の流路間でそれぞれ第１狭端に対して第１広端が、また、第１広端に対して第１狭端が来るように配列し、また、該第１流路は、その少なくとも一端側に流路を拡大した自由領域に接続し、
該冷却領域の第２導流部は、冷媒流体を導く複数の第２導流体を有し、それらの間隔を狭くした第２狭端及び間隔を広げた第２広端を形成し、各列の流路間でそれぞれ第２狭端に対して第２広端が、また、第２広端に対して第２狭端が来るように配列し、
前記隔壁に前記蒸発領域及び該冷却領域をその両端でそれぞれ連通する第１連通孔組及び第２連通孔組によって流通せしめた、
熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項２】
前記第１，２連通孔組は、それぞれ前記隔壁の両側に相対して設けられる請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項３】
前記第１導流体は、縦向きに連続に配列される請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項４】
前記第１導流体は、縦向きに非連続に配列される請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項５】
前記第２導流体は、縦向きに連続に配列される請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造改良。
【請求項６】
前記第２導流体は、縦向きに非連続に配列される請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項７】
前記第１，２導流体間に複数の凹溝を設けた請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項８】
前記凹溝は、円形、方形、三角形、鱗状、幾何学形状のうちのいずれかである請求項７に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項９】
前記第１導流体は、円形、三角形、台形、菱形、幾何学形状のうちのいずれかである請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【請求項１０】
前記第２導流体は、円形、三角形、台形、菱形、幾何学形状のうちのいずれかである請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
熱対流ヒートシンク板構造に関し、特に、毛細構造も必要とせずに作動流体を駆動して熱量を伝達でき、製造コストを大幅に低減する熱対流ヒートシンク板構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子半導体産業の飛躍的発展、製造技術の進歩に伴い、市場の需要の趨勢の下で電子設備は、徐々に軽薄短小の形態に向かっているが、外形寸法が徐々に縮小される過程において、機能及び演算能力は、益々増加している。情報産業において、生産額が最も高いノート型パソコン及びデスクトップ型パソコンが実際に動作する時、電子部品が多量の熱を発生し、そのうち、ＣＰＵ(Central Processing Unit)が発生する熱量が最も大きく、この時、ヒートシンク片をファンと組み合わせ構成するヒートシンクが放熱機能を果たしてＣＰＵを保護する重要な役割を果たし、ＣＰＵに正常動作温度で相応する機能を発揮させ、従って、ＣＰＵヒートシンクは、昨今の情報産業中に重要なアセンブリとなっている。
【０００３】
近年、水冷技術がパソコン上に広く運用されはじめ、水冷技術は、体積が膨大なヒートシンク片を省くことができるが、システム内の熱源の熱を作動流体中に集め、熱交換器により空気と熱交換を行う動作に統一し、管路の長さが自ら変更可能であるので、熱交換器の位置も比較的柔軟性があり、熱交換器（ヒートシンクフィン）の設計が空間上の制限を受けることがない。但し、水冷システムは、ポンプにより作動流体を流動させる必要があり、更に蓄水ケースを必要とし、システム全体は、依然としてポンプの信頼性の問題、管路滴露の問題等を有するが、パソコン内の発熱部材の熱量は、絶え間なく増加するので、水冷式放熱技術は完全ではないが、依然として現在の市場で熱の管理及び制御の最良の選択となっている。しかしながら、これは、パソコンの体積が比較的大きく、外部にも比較的空間上の制限がない場合であって、ノート型パソコンでは事情が異なる。現在のノート型パソコンは、益々軽薄短小になり、水冷の放熱技術を使用することができないので、現在は、依然として、ヒートパイプを使用して熱転移を行い、その後、ヒートシンクフィンによって放熱を行い、また、ＣＰＵの電力消費量を低減させることが有効である。これに鑑みて、業界は、熱通量がより高い放熱技術を積極的に追求し、増大する膨大な放熱要求に対応する必要がある。
【０００４】
また、従来技術は、ヒートパイプ、均温板等の放熱部材を熱伝導部材として使用しているが、ヒートパイプ及び均温板を製造時は、管の内壁に焼結体を成型し、毛細構造として適用するが、主要な製造工程は、先ず金属（銅質）顆粒又は粉末を該内壁内に充填し、その銅質顆粒又は粉末を加圧成形し、最後に焼結炉内に送って焼結加工し、該銅質顆粒又は粉末を多孔性質の毛細構造に形成し、該焼結体により毛細管作用を得ることができるが、該焼結体は、該ヒートパイプ及び均温板の体積に一定の厚さを有するので、効率的に薄型化することができない。また、前記ＶＣ（Vapor Chamber）は、焼結の芯又はマトリクス又は溝構造を使用し、毛細管現象を発生し、ヒートパイプ又はＶＣ（Vapor chamber）中の気液循環を駆動するが、該構造上の製造方式は、相当複雑であり、製造コストを増加し、不適切である。
【０００５】
また、冷媒の選択は、理論的に研究されており、適切な冷媒を選択することは、相当重要であり、冷媒は、重力の影響を克服するために、冷却液の流速を保持し、十分な毛細管作用を保持する必要がある。
【０００６】
従来技術のヒートパイプ又はＶＣ（Vapor chamber）は、以下の欠点を有する：
1.     
加工に不便である；
2.     
薄型化を実現できない；
3.     
コストが高い；
4.     
工程時間を消費する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２５９７９４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の問題を効率的に解決する為、本考案の目的は、毛細構造も必要とせず、動作流体を駆動して熱量を伝達し、製造コストを大幅に低減する熱熱対流ヒートシンク板構造改良を提供することである。
【０００９】
本考案の他の目的は、高効率熱伝導率を有する熱熱対流ヒートシンク板構造改良を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する為、本考案が提供する熱対流ヒートシンク板構造は、本体を有し、該本体は、チャンバを有し、該チャンバ内には、蒸発領域と、冷却領域と、隔壁と、を有し、前記蒸発領域は、該チャンバの一側に設けられ、複数の導流部を有し、該第１導流部は、複数の第１導流体を有し、該第１導流体は、間隔を置いて配列され、該第１導流体間に少なくとも１つの第１流路を形成し、該第１流路は、第１狭端及び第１広端を有し、該第１広端は、他の第１流路の第１狭端に対応し、該第１流路は、少なくとも１つの自由領域に接続し、該冷却領域は、該チャンバの該蒸発領域に相反する他側に設けられ、複数の第２導流部を有し、該第２導流部は、複数の第２導流体を有し、該第２導流体は、間隔を置いて配列され、該第２導流体間に少なくとも１つの第２流路を形成し、該第２流路は、第２狭端及び第２広端を有し、該第２広端は、他の第２流路の第２狭端に対応し、該隔壁は、該チャンバ内の該蒸発領域及び該冷却領域の間に設けられ、前記隔壁は、第１連通孔組及び第２連通孔組を有し、該第１，２連通孔は、それぞれ前記蒸発領域及び該冷却領域を連通する。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の熱対流ヒートシンク板構造は、熱対流ヒートシンク板中、第１導流体体及び第１導流体間に適当な第１流路を設置し、熱源と接触する第１流動が発生した熱気を局限し、帰液循環を駆動するのに必要な高圧を確立し、冷却領域前、適当な減圧設計により低圧端を発生し、熱対流ヒートシンク板構造中に気液循環を駆動するのに必要な圧力勾配を形成し、如何なる毛細構造も必要なく作動流体を駆動し熱量を伝達し、熱伝達効率を大幅に向上し、製造コストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の好適実施例の立体分解図である。
【図２】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の好適実施例の立体組み合わせ図である。
【図３】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の好適実施例の他の立体分解図である。
【図４】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の好適実施例の断面図である。
【図５】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の好適実施例の他の断面図である。
【図６】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の蒸発領域の平面図である。
【図７】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の冷却領域の底面図である。
【図８】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第３実施例の蒸発領域の平面図である。
【図９】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第３実施例の冷却領域の底面図である。
【図１０】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の蒸発領域の平面図である。
【図１１】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の冷却領域の底面図である。
【図１２】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の蒸発領域の平面図である。
【図１３】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の冷却領域の底面図である。
【図１４】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の蒸発領域の平面図である。
【図１５】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の冷却領域の底面図である。
【図１６】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の蒸発領域の平面図である。
【図１７】本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例の他の態様の冷却領域の底面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案の上記目的及びその構造と機能上の特性について、以下に図面に基づく実施例を挙げ説明する。
【００１４】
図１、図２、図３、図４、図５は、本考案の熱対流ヒートシンク板構造の実施例の立体分解、組み合わせ及び断面図であり、図に示すように、前記熱対流ヒートシンク板構造は、本体１がチャンバ１１を有し、該チャンバ１１内には、蒸発領域１２と、冷却領域１３と、隔壁１４と、を有する。
【００１５】
前記蒸発領域１２は、該チャンバ１１の一側に設けられ、複数の導流部１２１を有し、該第１導流部１２１は、複数の第１導流体１２１１を有し、該第１導流体１２１１は、横向きに間隔を置いて配列され、縦向きに連続に配列され、該第１導流体１２１１間に１つの第１流路１２１２を形成し、該第１流路１２１２は、第１狭端１２１２ａ及び第１広端１２１２ｂを有し、該第１広端１２１２ｂは、他の第１流路１２１２の第１狭端１２１２ａに対応し、該第１流路１２１２は、少なくとも１つの自由領域１２１３に接続する。
【００１６】
該冷却領域１３は、該チャンバ１１の該蒸発領域１２の反対側に設けられ、複数の第２導流部１３１を有し、該第２導流部１３１は、複数の第２導流体１３１１を有し、該第２導流体１３１１は、横向き間隔を置いて配列され、縦向きに連続に配列され、該第２導流体間１３１１に少なくとも１つの第２流路１３１２を形成し、該第２流路１３１２は、第２狭端１３１２ａ及び第２広端１３１２ｂを有し、該第２広端１３１２ｂは、他の第２流路１３１２の第２狭端１３１２ａに対応する。
【００１７】
該隔壁１４は、該チャンバ１１内の該蒸発領域１２及び該冷却領域１３の間に設けられ、前記隔壁１４は、第１連通孔組１４１及び第２連通孔組１４２を有し、該第１，２連通孔１４１，１４２は、それぞれ前記蒸発領域１２及び該冷却領域１３を連通し、第１，２連通孔組１４１，１４２は、相互に対応し、該隔壁１４の両側に設けられる。
【００１８】
図６、図７は、本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第２実施例であり、図に示すように、本実施例の構造及び部材間の関連性の部分は、前記実施例と同一であるので、ここでは再度記載せず、本実施例及び前記実施例の異なる箇所は、該第１，２導流体１２１１，１３１１が縦向きに非連続に配列されることである。
【００１９】
図８、図９は、本考案の熱対流ヒートシンク板構造の第３実施例であり、図に示すように、本実施例の構造及び部材間の主要な構成は、前記実施例と同一であるので、ここでは再度記載せず、本実施例及び前記実施例の異なる箇所は、該第１，２導流体１２１１，１３１１間に複数の凹溝１２１４，１３１３が形成され、該凹溝１２１４，１３１３は、円形及び方形及び三角形及び鱗状及び幾何学図形のうち何れかであり、本実施例中では、鱗状の形態としているが、これに制約されるものではない。
【００２０】
前記好適実施例及び第２実施例の第１，２導流体１２１１，１３１１は、円形（図１０、図１１）及び三角形（図１２、図１３）及び台形（図１４，１５）及び菱形（図１６，１７）及び幾何学形状の何れかとすることができる。
【００２１】
図１〜図１５を併せて参照すると、図に示すように、本考案の好適実施例及び第２，３実施例は、気液二相の熱対流ヒートシンク板構造循環冷却技術を提示し、この方法は、自己駆動循環方式であり、使用する作動流体は、純水、メタノール、アセトン、Ｒ１３４Ａ等の冷媒を採用することができ、熱対流ヒートシンク板構造のチャンバ１１中は、真空吸引した状態であるので、内部に充填した作動流体は、摂氏２０〜３０℃、即ち、作動流体の飽和蒸気温度である。蒸発気泡２は、蒸発領域１２を回流した後、自由領域１２１３を流れ、降圧し、気液循環の駆動に必要な圧力勾配を発生する。また、冷却領域１３において気体の冷却・凝縮による容積の急減が局部的な負圧による吸引作用を形成し、蒸発領域から冷却領域にいたる気液循環を補助する。
【００２２】
凝縮した液体作動流体は、上記の圧力勾配によって冷却領域１３から蒸発領域１２に循環して戻る。蒸発及び凝縮時に発生する高熱対流係数を応用し、熱対流ヒートシンク板構造の熱分布の均一性を大幅に改善し、熱抵抗を低減する。
【００２３】
即ち、上記のシステムは、発熱部材（図示せず）が発生する廃熱を本体１の蒸発領域１２表面に導入し、該蒸発領域１２の第１流路１２１２に伝達して、冷媒の蒸発により冷媒液体の一部を気化し、気化した軽い気体が該流体を該冷却領域１３に移動して放熱し、凝縮後の作動流体は、重力により蒸発領域１２に戻り、発熱部材（図示せず）に接触する蒸発領域１２から吸熱して再循環する。
【００２４】
近年の放熱容量の大きな冷却装置は、種々の水冷技術における駆動式の水循環手段、即ち、ポンプにより循環動力を発生するが、この方法は、ポンプの弁の信頼性及び寿命の問題を発生し易く、これに対して本考案が提示する気液二相の熱対流ヒートシンク板構造による循環冷却技術の利点は、システム中に動力部材を有さないので、部品の磨耗及び寿命等の問題を比較的有さず、且つ別途ポンプ及び毛細構造を必要とせず、全体の構造が簡単で低コストであり、省エネであるだけでなく、更に騒音の問題を解決することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  本体
１１  チャンバ
１２  蒸発領域
１２１  第１導流部
１２１１  第１導流体
１２１２  第１流路
１２１２ａ  第１狭端
１２１２ｂ  第１広端
１２１３  自由領域端
１２１４  凹溝
１３  冷却領域
１３１  第２導流部
１３１１  第２導流体
１３１２  第２流路
１３１２ａ  第２狭端
１３１２ｂ  第２広端
１３１３  凹溝
１４  隔壁
１４１  第１連通孔組
１４２  第２連通孔組
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月3日(2010.9.3)
【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５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記第２導流体は、縦向きに連続に配列される請求項１に記載の熱対流ヒートシンク板構造。