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JP4382891B2 - Flat heat pipe and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP4382891B2
JP4382891B2 JP25935298A JP25935298A JP4382891B2 JP 4382891 B2 JP4382891 B2 JP 4382891B2 JP 25935298 A JP25935298 A JP 25935298A JP 25935298 A JP25935298 A JP 25935298A JP 4382891 B2 JP4382891 B2 JP 4382891B2
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heat
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flat heat
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウィックが空洞部内に配置された扁平ヒートパイプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パソコン等の電気機器に搭載されている半導体素子等の発熱部品の冷却技術が注目されている。その一つの方法としてヒートパイプを応用した冷却技術がある。ヒートパイプを用いた冷却方法として、ヒートパイプを発熱部品に取り付け、そのヒートパイプを経路として発熱部品の熱を放熱用のフィン等まで運んで放散させる形態が代表的である。またそのフィン等に強制的に送風する小型ファンを設置した電気機器もある。
【0003】
ヒートパイプについて簡単に説明すると、ヒートパイプは内部に密封された空洞部を備えており、その空洞部に水、代替フロン等の作動流体(作動液ともいう)が一定量収容されているものである。空洞部内は真空引きされており、作動流体の蒸発が起きやすくなっている。作動流体は空洞部内で液相と気相(蒸気)の混在状態となって存在している。
【0004】
ヒートパイプは空洞部内の作動流体が蒸発し、その蒸気が移動することで熱移動機能が作動する。例えば直状タイプのヒートパイプの場合、その一端部側から熱を与えると(その部分をヒートパイプの吸熱部と呼ぶ)、その吸熱部において液相状態であった作動流体が蒸発し、その蒸気は他方端側に移動し、そこで蒸気が凝縮して放熱する(その部分をヒートパイプの放熱部と呼ぶ)。ヒートパイプの放熱部にはフィン等を取り付けておけば、作動流体の蒸気が有していた熱が外部に放散されやすくなる。
【0005】
ところで放熱部で凝縮した作動流体が吸熱部へ戻らなければ、上述の作動は継続しない。そこで放熱部で凝縮した作動流体(の液相)を吸熱部に帰還(還流)させる必要がある。通常は、吸熱部を放熱部より下方に位置させることで、放熱部で凝縮した作動流体の液相を重力によって下降させている。尚、このような状態をボトムヒートモードと呼ぶこともある。
【0006】
放熱部を吸熱部より上方に配置できない場合は、重力作用による作動流体の還流が期待できない。そこでヒートパイプの空洞部内に毛細管作用を発現するウィック(メッシュやワイヤー等)を配置したり、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする方法が知られている。尚、放熱部が吸熱部より下方に位置している場合をトップヒートモードと呼ぶ場合がある。放熱部が吸熱部とほぼ水平に位置している場合も重力作用による作動流体の還流が期待されにくいため、このような場合も、ウィックを配置したりすることが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年は、パソコン等の電気機器の小型化、高性能化が著しく、それに搭載されるCPU、MPU等の発熱部品を冷却するための冷却機構の小型化、省スペース化が強く望まれている。従ってヒートパイプを用いた冷却機構の場合、そのヒートパイプの細径化も要求されることになる。
【0008】
そこで細い径のヒートパイプ、例えば外径3mm程度の細いヒートパイプが実用化され、既にそれがパソコン等の冷却機構に適用されている。しかし、パソコン等の筐体内のスペースの都合等により、その細い径のヒートパイプを更に潰して、断面を略扁平形状にしたヒートパイプ(扁平ヒートパイプ)を用いる場合もある。例えば携帯型パソコン用の場合などは、厚さ2mm程度、更には厚さ1.5mm以下にまで扁平化して用いられることが多い。
【0009】
ところでヒートパイプを用いる利点の一つは、発熱部品の箇所と、その熱の放熱箇所(フィンを配置したりする箇所)との距離をある程度長くできる点にある。つまり、例えばCPUやMPU等の発熱部品は、パソコン本体内部の外壁付近に配置されるとは限らず、むしろそこから離れた位置に配置される場合が多い。このような場合において、ヒートパイプを経由させることで、発熱部品の熱をフィンやファンが配置されるパソコン本体の外壁付近に効率的に運ぶことができるのである。
【0010】
一方、携帯型のパソコン等の場合、その小型化、軽量化が望まれるので、CPU、MPU等の発熱部品が搭載される本体部も、その形状が薄型化される傾向にある。このため、発熱部品の冷却機構に用いられるヒートパイプは、その吸熱部と放熱部とが概ね水平に位置するようになる場合も多い。またパソコン等の使用形態によっては、ヒートパイプがトップヒートモードになる場合もあり得る。このような事情から、パソコン等の機器に用いられるヒートパイプにはウィックをを挿入したり、空洞部内壁に微細な溝を形成したりする場合が多い。
【0011】
しかしヒートパイプがある程度長いと、作動流体の還流経路が長くなるため、上述した空洞部内壁に溝を形成したものでは、その毛細管作用が不足する場合がある。一方、空洞部内にウィックを配置したヒートパイプであっても、特に細径の扁平ヒートパイプの場合、その空洞部断面積が小さいため、作動流体の蒸気が高速化し、その蒸気と逆方向に移動すべき作動流体の液相の移動が妨げられやすくなる。特に厚さが1.5mm以下程度の薄型の扁平ヒートパイプの場合、この傾向が著しくなる傾向があった。
【0012】
このように作動流体の還流が不十分であると、いわゆるドライアウト現象が起きたりして、そのヒートパイプによる熱移動が停止あるいは性能低下が起きるので問題である。このような事情から、細径の扁平ヒートパイプの場合であっても、作動流体の還流が十分に維持され優れた特性が発現する扁平ヒートパイプの開発が望まれていた。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述したような課題を踏まえ、作動流体の還流が十分に維持される優れた扁平ヒートパイプを提供すべくなされたものである。即ち、本発明の扁平ヒートパイプとして、金属シートを管成形してなる扁平コンテナを有する扁平ヒートパイプであって、前記金属シートには前記扁平コンテナの一方の扁平部内壁にほぼ管軸方向に伸びる溝ウィック部が形成されているとともに、溝ウィック部と対向する位置にほぼ管軸方向に伸びるウィック材が接合されており、さらに、前記溝ウィック部の先端に前記ウィック材が接合されている、という構成のものを提案する。
【0015】
上記ウィック材および上記溝ウィックは、扁平部のほぼ中央部分に位置していることが望ましい
【0016】
上述した本発明の扁平ヒートパイプの製造方法として、下述の方法を提案する。金属シートを管成形する工程、その管成形に先立って前記金属シートの一部にほぼ管軸方向に伸びる溝ウィック部を形成する工程、前記金属シートの一部であって管形成された際に溝ウィック部と対向する位置に概ね管軸方向に伸びるウィック材を接合する工程、成形した管をヒートパイプ化する工程、管に扁平加工を施す工程、を有する扁平ヒートパイプの製造方法である。
【0017】
上記製造方法において、成形した管にヒートパイプ加工を施す工程と、管に扁平加工を施す工程の順序は任意である。尚、ヒートパイプ加工とは、管を密封して空洞部を形成する作業や、その空洞部内に作動流体を注入する作業、その他、空洞部内を真空脱気したり洗浄したりする作業等を施して、ヒートパイプ化することを指す。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の扁平ヒートパイプの製造工程例の一部を模式的に示す説明図である。この図を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
金属シート100は例えば銅板等を想定している。この金属シート100の主面上の一部に、概略その外形が棒状になったウィック部材20を配置して接合する。ウィック部材20はそれが配置される方向の金属シート100の長さより若干短めにしておく。この意味は、後述する成形した管の両端部の封止作業の際の溶接しろを確保するためである。
【0019】
ウィック部材20は、作動流体を毛細管作用により移動させるものであり、その形態として種々のものが知られている。図6にウィック部材の例を挙げておく。図中の(ア)は、銅製の棒や管の周りに細い金属線を編むように巻き付けた形態、同(イ)は、細い線材を棒状に編んだもの、同(ウ)はワイヤーを束ねたもの、同(エ)はメッシュ(網)を丸めたもの、である。
【0020】
さて図1のようにウィック部材20を接合した金属シート100を用いて、それを丸めて管状にする(図2)。図2中の符号102は溶接部である。次いでこの管を用いてヒートパイプ化してヒートパイプ10を製造した。ここでヒートパイプ化とは、管の両端を封止して内部に密封された空洞部を形成する工程、その密封作業に先立って空洞部内に水等の作動流体(図示せず)を適量注入する工程、その他、細かい説明は省くが、空洞部内の脱気作業や洗浄作業等を適宜施す工程等により、ヒートパイプを組み立てる一連の工程の意味である。
【0021】
次にヒートパイプ10にプレス等により扁平加工を施す。図2(イ)は扁平加工を施して製造した扁平ヒートパイプ11を示している。こうして出来上がった扁平ヒートパイプ11は、空洞部内に納まるウィック部材20が、当該扁平ヒートパイプ11のほぼ長手方向に沿ってほぼ一定の位置に配置されたものとなっている。即ちこの例では、扁平ヒートパイプ11の全長に渡り、ウィック20が扁平ヒートパイプ11のほぼ中央部分に位置している。
【0022】
このウィック20の位置は、それが扁平ヒートパイプ11の全長に渡りほぼ一定の位置に存在していればよく、その位置は特に中央であることに限られるものではない。但し、扁平ヒートパイプ11は、その扁平部(主面部)が吸熱部もしくは放熱部となる場合が多いので、図示するようにウィック20をほぼ中央部分に配置することが望ましいと言える。
【0023】
さて、この本発明の扁平ヒートパイプ11の作動試験を行ってみた。その結果、例え吸熱部が放熱部の下方に位置しない場合(水平配置またはトップヒートモード)でも、作動流体の還流が高く維持され優れた熱輸送特性を実現していることが判った。
【0024】
尚、ウィック部材20は図2(イ)に示されるように、空洞部の上下の内壁のいずれにも接している。こうすることで、この扁平ヒートパイプ11が、図における上下方向で特性が実質的に対称になったものとすることができる。
【0025】
上述した本発明の扁平ヒートパイプ11が、トップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが実質水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持された理由を、本発明者らは次のように推察する。
作動流体の液相部分を毛細管作用によって移動させるウィック部材20の部分は、即ち作動流体の還流経路となるが、これに対して蒸気は主にウィック部材20の存在しない領域をその流路(蒸気流路101)としている。尚、蒸気流路101との呼称は、その部分が主に蒸気の流路となる、という意味である。その他の部分に蒸気が全く流れない、という意味ではない。本発明の場合、そのウィック部材20と蒸気流路101とが扁平ヒートパイプ11のほぼ全長に渡り区分されているので、作動流体の蒸気の流れに逆行する作動流体の液相の移動が、蒸気により妨げられにくくなっていると思われる。従って例えトップヒートモード或いは吸熱部と放熱部とが実質水平配置の場合でも、優れた熱移動特性が維持されている、と本発明者らは推察する。
【0026】
ところで、特公平6−65954(本願と発明者の一部が重複している)には、扁平ヒートパイプの断面の一部にウィック部材を集め、その他の部分を蒸気流路とする発明が示されている。これに対し本願発明は、ウィック部材20を扁平ヒートパイプの全長に渡りほぼ一定の位置、特に中央部分に配置した構成を実用的に実現した点に優位性がある。
【0027】
さてその他の本発明の実施の形態例について若干説明しておく。
図3に示すようなほぼ中央部に溝ウィック30を形成した金属シート120を用いて、上述の例と同様に、図4(ア)に示すように丸めてパイプ化し、更にそれをヒートパイプ化してから、潰して扁平にした(図4(イ))。図中の符号122は溶接部である。図中の符号12は扁平化する前のヒートパイプ、符号13は扁平ヒートパイプを指す。
【0028】
この本発明の扁平ヒートパイプ13も、主に作動流体の還流経路となる溝ウィック30の部分と、主に蒸気が流れる蒸気流路121の部分が全長に渡り区分されている。この扁平ヒートパイプ12も上述した本発明の扁平ヒートパイプ11と同様、水平配置またはトップヒートモードでも、作動流体の還流が高く維持され優れた熱輸送特性を実現していることが判った。
【0029】
図5に示す扁平ヒートパイプ14は、ウィック部材21と溝ウィック31の両方を適用した場合の例である。その他は上述した本発明例と同様である。この本発明の扁平ヒートパイプ14も、水平配置またはトップヒートモードで優れた熱輸送特性を実現していることが判った。
【0030】
【実施例】
本発明の実施の形態は上述した3例に限られるものではないが、ここでは図3、4に示した例について実施例を説明しておく。
金属シート120は銅製で肉厚は0.25mmである。溝ウィック30は高さ0.5mm、長さ5mmの突起が5個ずつ図示するように整列させたものである。この金属シート120を図4(ア)に示すようにフォーミングしてパイプ状(外径6mm)にし、それを長さ250mmに切断して、その両端部の溶接封止、作動流体の注入等のヒートパイプ化を行った後、扁平加工を施して図4(イ)に示すような扁平ヒートパイプ13(厚さ1mm)を得た。製造された扁平ヒートパイプ13の長さは200mm程度である。
【0031】
この扁平ヒートパイプ13を水平に置いて、その一方の端部から50mm部分を加熱、他方側を冷却放熱させたところ、8Wまでは加熱部と放熱部の温度差が非常に小さく維持できた。同様の試験を従来のヒートパイプで試みた結果と比べても数倍の熱輸送特性が実現していることが判った。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明の扁平ヒートパイプとその製造方法は、作動流体の還流が十分に維持され、優れた熱移動特性が実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の扁平ヒートパイプの製造に用いる金属シートの例を示す説明図である。
【図2】本発明の扁平ヒートパイプの製造工程の一部と、その断面を示す説明図である。
【図3】本発明の扁平ヒートパイプの製造に用いる金属シートの例を示す説明図である。
【図4】本発明の扁平ヒートパイプの製造工程の一部と、その断面を示す説明図である。
【図5】本発明の扁平ヒートパイプの断面図を示す説明図である。
【図6】本発明の扁平ヒートパイプに用いられるウィック部材の例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 ヒートパイプ
100 金属シート
101 蒸気流路
102 溶接部
11 扁平ヒートパイプ
20 ウィック部材
12 ヒートパイプ
120 金属シート
121 蒸気流路
122 溶接部
13 扁平ヒートパイプ
30 溝ウィック
14 扁平ヒートパイプ
21 ウィック部材
31 溝ウィック
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat heat pipe in which a wick is disposed in a cavity.
[0002]
[Prior art]
In recent years, cooling technology for heat-generating components such as semiconductor elements mounted on electric devices such as personal computers has attracted attention. One method is a cooling technique using a heat pipe. A typical cooling method using a heat pipe is a mode in which a heat pipe is attached to a heat generating component, and heat of the heat generating component is carried to a heat radiating fin or the like through the heat pipe as a path to dissipate. There is also an electric device in which a small fan that forcibly blows air to the fins is installed.
[0003]
Briefly describing the heat pipe, the heat pipe has a hollow portion sealed inside, and a certain amount of working fluid (also referred to as hydraulic fluid) such as water or alternative chlorofluorocarbon is contained in the hollow portion. is there. The inside of the cavity is evacuated so that the working fluid is easily evaporated. The working fluid exists in a mixed state of a liquid phase and a gas phase (vapor) in the cavity.
[0004]
In the heat pipe, the working fluid in the cavity evaporates, and the heat transfer function is activated by the movement of the vapor. For example, in the case of a straight type heat pipe, when heat is applied from one end side thereof (this part is referred to as a heat absorption part of the heat pipe), the working fluid that is in a liquid phase in the heat absorption part evaporates, and the vapor Moves to the other end, where the vapor condenses and dissipates heat (this portion is called the heat dissipating part of the heat pipe). If fins or the like are attached to the heat radiating portion of the heat pipe, the heat of the working fluid vapor is easily dissipated to the outside.
[0005]
By the way, if the working fluid condensed in the heat radiating part does not return to the heat absorbing part, the above-described operation is not continued. Therefore, it is necessary to return (reflux) the working fluid (liquid phase) condensed in the heat radiating section to the heat absorbing section. Usually, the liquid phase of the working fluid condensed in the heat dissipation part is lowered by gravity by positioning the heat absorption part below the heat dissipation part. Such a state may be referred to as a bottom heat mode.
[0006]
When the heat dissipating part cannot be arranged above the heat absorbing part, the working fluid cannot be recirculated by the gravitational action. Therefore, there are known methods of disposing a wick (mesh, wire, etc.) that develops a capillary action in the cavity of the heat pipe or forming a fine groove on the inner wall of the cavity. In addition, the case where the heat radiating part is located below the heat absorbing part may be referred to as a top heat mode. Even when the heat dissipating part is positioned substantially horizontally with the heat absorbing part, it is difficult to expect the working fluid to recirculate due to the gravity action. In such a case, a wick is often disposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, electrical devices such as personal computers have been remarkably downsized and improved in performance, and downsizing and space saving of a cooling mechanism for cooling heat-generating components such as CPU and MPU mounted thereon are strongly desired. Therefore, in the case of a cooling mechanism using a heat pipe, it is required to reduce the diameter of the heat pipe.
[0008]
Therefore, a thin heat pipe, for example, a thin heat pipe having an outer diameter of about 3 mm, has been put into practical use and has already been applied to a cooling mechanism such as a personal computer. However, depending on the space in the housing of a personal computer or the like, a heat pipe (flat heat pipe) in which the thin diameter heat pipe is further crushed to have a substantially flat cross section may be used. For example, in the case of a portable personal computer, it is often used after being flattened to a thickness of about 2 mm and further to a thickness of 1.5 mm or less.
[0009]
By the way, one of the advantages of using a heat pipe is that the distance between the location of the heat generating component and the heat radiation location (location where fins are arranged) can be increased to some extent. That is, for example, a heat generating component such as a CPU or MPU is not necessarily arranged near the outer wall inside the personal computer body, but rather is often arranged at a position away from it. In such a case, by passing through the heat pipe, the heat of the heat generating component can be efficiently carried to the vicinity of the outer wall of the personal computer main body where the fins and the fan are arranged.
[0010]
On the other hand, in the case of a portable personal computer or the like, since it is desired to reduce its size and weight, the shape of the main body portion on which heat generating components such as a CPU and MPU are mounted tends to be thinned. For this reason, the heat pipe used for the cooling mechanism of the heat-generating component often has its heat absorbing portion and heat radiating portion positioned substantially horizontally. Further, depending on the usage form of a personal computer or the like, the heat pipe may be in a top heat mode. For these reasons, a wick is often inserted into a heat pipe used in a device such as a personal computer or a fine groove is formed on the inner wall of the cavity.
[0011]
However, if the heat pipe is long to some extent, the return path of the working fluid becomes long. Therefore, in the case where the groove is formed on the inner wall of the cavity, the capillary action may be insufficient. On the other hand, even in the case of a heat pipe with a wick in the cavity, especially in the case of a flat heat pipe with a small diameter, the cross-sectional area of the cavity is small, so the steam of the working fluid becomes faster and moves in the opposite direction to the steam The movement of the liquid phase of the working fluid to be performed is likely to be hindered. In particular, in the case of a thin flat heat pipe having a thickness of about 1.5 mm or less, this tendency tends to be remarkable.
[0012]
Thus, if the working fluid is not sufficiently recirculated, a so-called dry-out phenomenon occurs, and heat transfer by the heat pipe stops or performance degradation occurs. Under such circumstances, even in the case of a thin flat heat pipe, it has been desired to develop a flat heat pipe that sufficiently maintains the reflux of the working fluid and exhibits excellent characteristics.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is intended to provide an excellent flat heat pipe that sufficiently maintains the reflux of the working fluid. That is, the flat heat pipe of the present invention, there is provided a flat heat pipe having a flat container formed by the tube molding a metal sheet, the metal sheet is substantially axial direction of the tube on one of the flat inner wall of the flat container An extending groove wick portion is formed, a wick material extending substantially in the tube axis direction is joined to a position facing the groove wick portion, and the wick material is joined to the tip of the groove wick portion . We propose a configuration with
[0015]
It is desirable that the wick material and the groove wick are located at a substantially central portion of the flat portion .
[0016]
The following method is proposed as a method for manufacturing the flat heat pipe of the present invention described above. A step of forming a metal sheet into a tube, a step of forming a groove wick portion extending substantially in the tube axis direction in a part of the metal sheet prior to the tube forming, and a portion of the metal sheet when the tube is formed Is a method of manufacturing a flat heat pipe having a step of joining a wick material extending substantially in the tube axis direction to a position facing the groove wick portion, a step of forming a formed tube into a heat pipe, and a step of flattening the tube. .
[0017]
In the said manufacturing method, the order of the process which heat-processes to the shape | molded pipe | tube, and the process of flattening a pipe | tube is arbitrary. Heat pipe processing includes the work of sealing the tube to form a cavity, the work of injecting a working fluid into the cavity, and the work of vacuum degassing and cleaning the cavity. Refers to heat pipes.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a part of a manufacturing process example of a flat heat pipe of the present invention. An embodiment of the present invention will be described with reference to this figure.
The metal sheet 100 assumes a copper plate etc., for example. A wick member 20 whose outer shape is substantially rod-shaped is disposed and joined to a part of the main surface of the metal sheet 100. The wick member 20 is slightly shorter than the length of the metal sheet 100 in the direction in which it is disposed. This meaning is to secure a welding margin at the time of sealing work at both ends of the molded pipe described later.
[0019]
The wick member 20 moves the working fluid by capillary action, and various forms are known. FIG. 6 shows an example of the wick member. In the figure, (a) is a form in which a thin metal wire is wound around a copper rod or tube, (i) is a thin wire rod knitted, and (c) is a bundle of wires. (D) is a rounded mesh.
[0020]
Now, using the metal sheet 100 to which the wick member 20 is joined as shown in FIG. 1, it is rolled into a tubular shape (FIG. 2). The code | symbol 102 in FIG. 2 is a welding part. Subsequently, this pipe was used to form a heat pipe to produce a heat pipe 10. Here, heat pipe formation is a process of forming a hollow portion sealed inside by sealing both ends of the tube, and an appropriate amount of working fluid (not shown) such as water is injected into the hollow portion prior to the sealing operation. This is a series of steps for assembling the heat pipe by a step of appropriately performing a deaeration operation, a cleaning operation, or the like in the hollow portion, although a detailed description is omitted.
[0021]
Next, the heat pipe 10 is flattened by a press or the like. FIG. 2 (a) shows a flat heat pipe 11 manufactured by flattening. In the flat heat pipe 11 thus completed, the wick member 20 that fits in the hollow portion is arranged at a substantially constant position along the substantially longitudinal direction of the flat heat pipe 11. In other words, in this example, the wick 20 is positioned substantially at the center of the flat heat pipe 11 over the entire length of the flat heat pipe 11.
[0022]
The position of the wick 20 only needs to be present at a substantially constant position over the entire length of the flat heat pipe 11, and the position is not particularly limited to the center. However, since the flat part (main surface part) of the flat heat pipe 11 is often a heat absorbing part or a heat radiating part, it can be said that it is desirable to arrange the wick 20 almost at the center as shown.
[0023]
Now, an operation test of the flat heat pipe 11 of the present invention was performed. As a result, it was found that even when the heat absorbing part is not located below the heat radiating part (horizontal arrangement or top heat mode), the working fluid is maintained at a high reflux and excellent heat transport characteristics are realized.
[0024]
As shown in FIG. 2A, the wick member 20 is in contact with both the upper and lower inner walls of the hollow portion. By carrying out like this, this flat heat pipe 11 can be made into the thing by which the characteristic became substantially symmetrical in the up-down direction in a figure.
[0025]
In the above-described flat heat pipe 11 of the present invention, the reason why the excellent heat transfer characteristics are maintained even when the top heat mode or the heat absorbing portion and the heat radiating portion are arranged substantially horizontally is as follows. I guess.
The portion of the wick member 20 that moves the liquid phase portion of the working fluid by capillary action serves as a return path for the working fluid. On the other hand, steam mainly passes through the area where the wick member 20 does not exist (steam). The flow path 101). In addition, the designation | designated with the steam flow path 101 means that the part becomes a flow path of steam mainly. It does not mean that no steam flows to other parts. In the case of the present invention, since the wick member 20 and the steam flow path 101 are divided over almost the entire length of the flat heat pipe 11, the movement of the liquid phase of the working fluid that goes against the steam flow of the working fluid It seems to be difficult to be disturbed by. Therefore, the present inventors speculate that excellent heat transfer characteristics are maintained even when the top heat mode or the heat absorbing portion and the heat radiating portion are arranged substantially horizontally.
[0026]
By the way, Japanese Patent Publication No. 6-65954 (a part of the present invention overlaps with the present inventor) shows an invention in which a wick member is collected in a part of a cross section of a flat heat pipe and the other part is a steam channel. Has been. On the other hand, the present invention has an advantage in practically realizing a configuration in which the wick member 20 is disposed at a substantially constant position, particularly in the central portion, over the entire length of the flat heat pipe.
[0027]
Now, other embodiments of the present invention will be described briefly.
Using the metal sheet 120 having the groove wick 30 formed substantially at the center as shown in FIG. 3, as in the above example, it is rolled into a pipe as shown in FIG. After that, it was crushed and flattened (FIG. 4 (a)). The code | symbol 122 in a figure is a welding part. Reference numeral 12 in the figure denotes a heat pipe before flattening, and reference numeral 13 denotes a flat heat pipe.
[0028]
The flat heat pipe 13 of the present invention is also divided over the entire length of the groove wick 30 that mainly serves as a return path for the working fluid and the portion of the steam channel 121 through which steam mainly flows. It has been found that the flat heat pipe 12 also achieves excellent heat transport characteristics while maintaining a high reflux of the working fluid even in the horizontal arrangement or the top heat mode, like the flat heat pipe 11 of the present invention described above.
[0029]
The flat heat pipe 14 shown in FIG. 5 is an example in which both the wick member 21 and the groove wick 31 are applied. Others are the same as the above-mentioned example of this invention. It has been found that the flat heat pipe 14 of the present invention also realizes excellent heat transport characteristics in the horizontal arrangement or the top heat mode.
[0030]
【Example】
Although the embodiment of the present invention is not limited to the above-described three examples, here, examples will be described for the examples shown in FIGS.
The metal sheet 120 is made of copper and has a thickness of 0.25 mm. The groove wick 30 is formed by aligning five protrusions each having a height of 0.5 mm and a length of 5 mm as illustrated. As shown in FIG. 4A, this metal sheet 120 is formed into a pipe shape (outer diameter 6 mm), cut into a length of 250 mm, and weld sealed at both ends, injection of working fluid, etc. After heat pipe formation, flat processing was performed to obtain a flat heat pipe 13 (thickness 1 mm) as shown in FIG. The length of the manufactured flat heat pipe 13 is about 200 mm.
[0031]
When this flat heat pipe 13 was placed horizontally, the 50 mm portion was heated from one end thereof, and the other side was cooled and dissipated, and the temperature difference between the heating portion and the heat radiating portion could be kept very small up to 8W. It was found that several times the heat transport characteristics were realized compared to the result of a similar test conducted with a conventional heat pipe.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, the flat heat pipe and the manufacturing method thereof according to the present invention sufficiently maintain the reflux of the working fluid and realize excellent heat transfer characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a metal sheet used for manufacturing a flat heat pipe of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a part of a manufacturing process of a flat heat pipe of the present invention and a cross section thereof.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a metal sheet used for manufacturing the flat heat pipe of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a part of the manufacturing process of the flat heat pipe of the present invention and a cross section thereof.
FIG. 5 is an explanatory view showing a cross-sectional view of the flat heat pipe of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a wick member used in the flat heat pipe of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat pipe 100 Metal sheet 101 Steam flow path 102 Welding part 11 Flat heat pipe 20 Wick member 12 Heat pipe 120 Metal sheet 121 Steam flow path 122 Welding part 13 Flat heat pipe 30 Groove wick 14 Flat heat pipe 21 Wick member 31 Groove wick

Claims (3)

金属シートを管成形してなる扁平コンテナを有する扁平ヒートパイプであって、前記金属シートには、前記扁平コンテナの一方の扁平部内壁にほぼ管軸方向に伸びる溝ウィック部が形成されているとともに、溝ウィック部と対向する位置にほぼ管軸方向に伸びるウィック材が接合されており、さらに、前記溝ウィック部の先端に前記ウィック材が接合されている、扁平ヒートパイプ。A flat heat pipe having a flat container formed by tube-forming a metal sheet, wherein the metal sheet is formed with a groove wick portion extending substantially in the tube axis direction on the inner wall of one flat portion of the flat container. A flat heat pipe in which a wick material extending substantially in the tube axis direction is joined to a position facing the groove wick portion, and further, the wick material is joined to the tip of the groove wick portion . 前記ウィック材および前記溝ウィックは、扁平部のほぼ中央部分に位置している、請求項1に記載の扁平ヒートパイプ。 The flat heat pipe according to claim 1, wherein the wick material and the groove wick are located at a substantially central portion of the flat portion . 請求項1または請求項2に記載の扁平ヒートパイプを製造する方法であって、金属シートを管成形する工程、その管成形に先立って、前記金属シートの一部にほぼ管軸方向に伸びる溝ウィック部を形成する工程、前記金属シートの一部であって管形成された際に溝ウィック部と対向する位置に概ね管軸方向に伸びるウィック材を接合する工程、成形した管をヒートパイプ化する工程、管に扁平加工を施す工程、を有する扁平ヒートパイプの製造方法。3. A method of manufacturing a flat heat pipe according to claim 1 or 2, wherein a step of forming a metal sheet in a tube, and a groove extending substantially in the tube axis direction in a part of the metal sheet prior to the tube forming. A step of forming a wick portion, a step of joining a wick material extending substantially in the tube axis direction to a position facing the groove wick portion when a tube is formed as a part of the metal sheet, and forming the pipe into a heat pipe A method for manufacturing a flat heat pipe, comprising: a step of flattening a pipe.
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