JP2014070863A - Wick structure, and its process of manufacture - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wick structure capable of improving a circulation flow characteristic of a heat pipe constituted to cause working fluid of liquid phase to be flowed in a longitudinal direction within a clearance space and provide its process of manufacture.SOLUTION: The present invention relates to a wick structure comprising: a first sintered wick 5 (6) formed by sintering a first material 5a(6a) with a sectional area of clearance 5b(6b) becoming small due to a relative low outer diameter arranged at one side in a longitudinal direction; and a second sintered wick 6(4) formed by sintering a second material 6a(4a) with a sectional area of clearance 6b(4b) becoming large due to a relative large outer diameter arranged at the other side in a longitudinal direction in which the first sintered wick 5(6) and the second sintered wick 6(4) are sintered and connected to each other.

Description

この発明は、潜熱として熱輸送することにより冷却対象部を冷却するヒートパイプで使用されるウイック構造およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a wick structure used in a heat pipe that cools a portion to be cooled by transporting heat as latent heat, and a manufacturing method thereof.

ヒートパイプに使用されるウイックは、毛管圧により液相の作動流体を吸収して流動させるように構成されている。その毛管圧は、空隙の断面積が小さいほど大きくなるので、特にトップヒートモードで使用されるヒートパイプには、金属粉体を焼結して形成された焼結ウイックが使用されている。一方、ウイックの空隙を小さく形成すると、液相の作動流体が流動する流路の断面積が小さくなってしまい、また粉体を焼結して形成されたウイックの場合には、空隙がラビリンス状になってしまうので、流動抵抗が大きくなる。その結果、ヒートパイプにおける還流特性が低下してしまう可能性がある。   The wick used for the heat pipe is configured to absorb and flow the liquid-phase working fluid by capillary pressure. Since the capillary pressure increases as the cross-sectional area of the gap decreases, a sintered wick formed by sintering metal powder is used particularly in a heat pipe used in the top heat mode. On the other hand, if the gap of the wick is formed small, the cross-sectional area of the flow path through which the liquid-phase working fluid flows becomes small. In the case of a wick formed by sintering powder, the gap is a labyrinth shape. As a result, the flow resistance increases. As a result, the reflux characteristics in the heat pipe may be deteriorated.

特許文献１ないし３には、ループ型ヒートパイプが記載されており、それらループ型ヒートパイプに使用されているウイックは、空隙の断面積が大きい円筒状のウイックと、その外周側を囲う空隙の断面積が小さいウイックとを組み合わせることにより、内周側のウイックによって液相の作動流体を浸透させるとともに、外周側のウイックで生じる毛管圧によって作動流体を吸引するように構成されている。また、特許文献１に記載されたウイックは、液相の作動流体が供給される側の空隙の断面積を大きくして液相の作動流体を浸透させ、かつ外部から熱が伝達される側の空隙の断面積を小さくして毛管圧を発生させるように構成されている。さらに、特許文献２に記載されたループ型ヒートパイプは、凝縮器によって液相に相変化した作動流体が蒸発器に向けて流動する液戻り管の内部にウイックを設けており、そのウイックの内周側の空隙の断面積を外周側の空隙の断面積より小さくするように構成されている。   Patent Documents 1 to 3 describe loop-type heat pipes. The wicks used in these loop-type heat pipes include a cylindrical wick having a large gap cross-sectional area and a gap surrounding the outer periphery thereof. By combining with a wick having a small cross-sectional area, the liquid-phase working fluid is infiltrated by the inner peripheral wick, and the working fluid is sucked by the capillary pressure generated in the outer wick. In addition, the wick described in Patent Document 1 increases the cross-sectional area of the gap on the side to which the liquid-phase working fluid is supplied to infiltrate the liquid-phase working fluid and transmits heat from the outside. Capillary pressure is generated by reducing the cross-sectional area of the gap. Furthermore, the loop type heat pipe described in Patent Document 2 has a wick provided inside a liquid return pipe in which a working fluid that has been changed to a liquid phase by a condenser flows toward the evaporator, The sectional area of the circumferential gap is made smaller than the sectional area of the circumferential gap.

特開２０１２−３７０９７号公報JP 2012-37097 A 特開２００６−１２５７８３号公報JP 2006-125783 A 特開平１０−２４６５８３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-246583

特許文献２および特許文献３に記載されたヒートパイプは、ウイックの中空部に液相の作動流体が供給されてウイックに浸透し、その浸透した作動流体を外周面側に吸引するように構成されている。すなわち、液相の作動流体がウイックの厚み方向に流動するので、ウイックの内周側の空隙の断面積を大きくし、外周側の空隙の断面積を小さくしている。言い換えると、特許文献２および特許文献３に記載されたウイックは、軸線方向における空隙の断面積は一様となっている。しかしながら、一方の端部側を加熱し他方側の端部から放熱するように構成されたヒートパイプなどでは、液相の作動流体はウイックの軸線方向に流動するため、軸線方向における空隙の断面積が一様であると、液相の作動流体を一方側の端部に吸引するための毛管圧が十分に得られない可能性があり、また毛管圧を増大させるように空隙の断面積を小さくすると液相の作動流体の浸透性や流動性が低下してしまう可能性がある。そのため、ヒートパイプの長さに制限があったり、ヒートパイプの取付角度に制限があったりする可能性がある。   The heat pipes described in Patent Document 2 and Patent Document 3 are configured such that a liquid-phase working fluid is supplied to the hollow portion of the wick and penetrates the wick, and the permeated working fluid is sucked to the outer peripheral surface side. ing. That is, since the liquid-phase working fluid flows in the thickness direction of the wick, the cross-sectional area of the gap on the inner peripheral side of the wick is increased, and the cross-sectional area of the gap on the outer peripheral side is decreased. In other words, the wicks described in Patent Document 2 and Patent Document 3 have a uniform cross-sectional area of the gap in the axial direction. However, in a heat pipe or the like configured to heat one end side and dissipate heat from the other end, the liquid-phase working fluid flows in the axial direction of the wick. Is uniform, there is a possibility that the capillary pressure for sucking the liquid-phase working fluid to the end on one side may not be sufficiently obtained, and the cross-sectional area of the gap is reduced so as to increase the capillary pressure. Then, the permeability and fluidity of the liquid-phase working fluid may be reduced. For this reason, there is a possibility that the length of the heat pipe is limited or the mounting angle of the heat pipe is limited.

そこで、特許文献１に記載されたように軸線方向における一方側の空隙の断面積を大きくし、他方側の空隙の断面積を小さくすることが考えられる。しかしながら、空隙の断面積が異なるウイックを接着あるいは溶接などによって連結した場合には、接着あるいは溶接した接合面では、空隙が閉じられてしまったり空隙の断面積が過剰に減少してしまったりする可能性がある。そのように空隙が閉じられてしまったり空隙の断面積が過剰に減少してしまうと、一方側のウイックから他方側のウイックへ流動する液相の作動流体の流動抵抗が増大してしまって、ヒートパイプの還流特性が低下してしまう可能性がある。   Therefore, as described in Patent Document 1, it is conceivable to increase the cross-sectional area of the gap on one side in the axial direction and reduce the cross-sectional area of the gap on the other side. However, when wicks with different gap cross-sectional areas are connected by bonding or welding, the gap may be closed or the cross-sectional area of the gap may be excessively reduced at the bonded or welded joint surface. There is sex. When the gap is closed or the cross-sectional area of the gap is excessively reduced, the flow resistance of the liquid-phase working fluid flowing from one wick to the other wick increases, There is a possibility that the reflux characteristics of the heat pipe will deteriorate.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、空隙内を液相の作動流体が長手方向に流動するように構成されたヒートパイプの還流特性を向上させることができるウイック構造およびその製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is a wick structure capable of improving the reflux characteristics of a heat pipe configured such that a liquid-phase working fluid flows in the longitudinal direction in a gap. And an object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、長手方向における一方側に配置した外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を焼結して形成された第１焼結ウイックと、長手方向における他方側に配置した外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を焼結して形成された第２焼結ウイックとを備えたウイック構造において、前記第１焼結ウイックと、前記第２焼結ウイックとが焼結して連結されていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is formed by sintering a first material in which the cross-sectional area of the void is reduced due to the relatively small outer diameter disposed on one side in the longitudinal direction. A first sintered wick and a second sintered wick formed by sintering a second material that has a relatively large outer diameter and that has a larger cross-sectional area of the gap due to a relatively large outer diameter. In the wick structure, the first sintered wick and the second sintered wick are sintered and connected.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１材料は、比較的粒径が小さい第１粉体を含み、前記第２材料は、比較的粒径が大きい第２粉体を含むことを特徴とするウイック構造である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first material includes a first powder having a relatively small particle size, and the second material includes a second powder having a relatively large particle size. It is a wick structure characterized by including.

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第１材料は、比較的外径が小さい第１細線を含み、前記第２材料は、比較的外径が大きい第２細線を含むことを特徴とするウイック構造である。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first material includes a first fine wire having a relatively small outer diameter, and the second material includes a second thin wire having a relatively large outer diameter. It is a wick structure characterized by this.

請求項４の発明は、長手方向における一方側に外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を配置した後に焼結して第１焼結ウイックを形成し、長手方向における他方側に外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を配置した後に焼結して第２焼結ウイックを形成するウイックの製造方法において、前記第２焼結ウイックを焼結した後に、該第２焼結ウイックに前記第１材料を接触させて配置してから加熱することにより前記第１焼結ウイックを形成することを特徴とする方法である。   The invention according to claim 4 is the first sintered wick is formed by placing the first material on one side in the longitudinal direction so that the cross-sectional area of the void is reduced due to the relatively small outer diameter and then forming the first sintered wick. In the method of manufacturing a wick, the second sintered wick is formed by disposing a second material whose cross-sectional area of the gap is increased due to a relatively large outer diameter on the other side of the sinter and then forming a second sintered wick. After the sinter is sintered, the first material is brought into contact with the second sintered wick, and then the first sintered wick is formed by heating.

請求項５の発明は、長手方向における一方側に外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を配置した後に焼結して第１焼結ウイックを形成し、長手方向における他方側に外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を配置した後に焼結して第２焼結ウイックを形成するウイックの製造方法において、前記第２材料を長手方向における一方側に配置し、かつ前記第１材料を前記第２材料と接触させた状態でかつ長手方向における他方側に配置した後に、前記第１材料および前記第２材料を同時に加熱して焼結させることを特徴とする方法である。   The invention according to claim 5 is the first sintered wick is formed by placing the first material on one side in the longitudinal direction so that the cross-sectional area of the void is reduced due to the relatively small outer diameter, and forming the first sintered wick. In the method of manufacturing a wick, a second sintered wick is formed by disposing a second material whose cross-sectional area of the void is increased due to a relatively large outer diameter on the other side, and then forming the second sintered wick. And placing the first material in contact with the second material and the other side in the longitudinal direction, and simultaneously heating and firing the first material and the second material. It is the method characterized by making it tie.

請求項６の発明は、請求項４または５の発明において、前記第１材料は、比較的粒径が小さい第１粉体を含み、前記第２材料は、比較的粒径が大きい第２粉体を含むことを特徴とするウイック構造である。   The invention of claim 6 is the invention of claim 4 or 5, wherein the first material includes a first powder having a relatively small particle size, and the second material is a second powder having a relatively large particle size. It is a wick structure characterized by including a body.

請求項７の発明は、請求項４または５の発明において、前記第１材料は、比較的外径が小さい第１細線を含み、前記第２材料は、比較的外径が大きい第２細線を含むことを特徴とする方法である。   The invention of claim 7 is the invention of claim 4 or 5, wherein the first material includes a first thin wire having a relatively small outer diameter, and the second material includes a second thin wire having a relatively large outer diameter. It is the method characterized by including.

この発明によれば、長手方向における一方側に外径が比較的小さい第１材料が配置され、他方側に外径が比較的大きい第２材料が配置され、それら各材料を焼結することによって第１焼結ウイックおよび第２焼結ウイックが形成されている。そのため、第１焼結ウイックで生じる毛管圧を高くするとともに、第２焼結ウイックへの液相の作動流体の浸透性を良好とすることができ、さらに、第２焼結ウイック内を流動する液相の作動流体の流動抵抗を低減することができる。その結果、この発明に係るウイックをヒートパイプに使用することによって、ヒートパイプの還流特性を向上させることができる。そして、それら各焼結ウイック同士が焼結して連結されているので、各焼結ウイック同士の境界部分における空隙の断面積が低減してしまったり空隙が閉じられたりすることを抑制もしくは防止することができる。その結果、第２焼結ウイックから第１焼結ウイックへ流動する液相の作動流体の流動抵抗が増大してしまうことを抑制もしくは防止することができ、ヒートパイプの還流特性を向上させることができる。   According to the present invention, the first material having a relatively small outer diameter is arranged on one side in the longitudinal direction, the second material having a relatively large outer diameter is arranged on the other side, and the respective materials are sintered. A first sintered wick and a second sintered wick are formed. Therefore, the capillary pressure generated in the first sintered wick can be increased, the liquid-phase working fluid can be satisfactorily penetrated into the second sintered wick, and the fluid flows in the second sintered wick. The flow resistance of the liquid-phase working fluid can be reduced. As a result, the reflux characteristics of the heat pipe can be improved by using the wick according to the present invention for the heat pipe. And since these each sintered wicks are sintered and connected, it suppresses or prevents that the cross-sectional area of the space | gap in the boundary part of each sintered wick reduces, or a space | gap is closed. be able to. As a result, an increase in the flow resistance of the liquid-phase working fluid flowing from the second sintered wick to the first sintered wick can be suppressed or prevented, and the reflux characteristics of the heat pipe can be improved. it can.

この発明に係るウイックの一例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of the wick based on this invention.

つぎに、この発明に係るウイック構造の一例について説明する。図１に示すヒートパイプ１は、銅などの熱伝達率の良好な金属材料を中空状に形成したコンテナ２と、多孔質材を円筒状に形成したウイック３とを備えている。また、このヒートパイプ１の内部は、ほぼ完全に脱気した後に、水やアルコールなどの凝縮性の流体が作動流体として封入されている。図１に示すヒートパイプ１は、鉛直方向における上方側が加熱され、下方側から放熱するように構成された、いわゆるトップヒートモードで使用されるものであって、図１に示す上側が加熱部、下側が放熱部となっている。   Next, an example of the wick structure according to the present invention will be described. A heat pipe 1 shown in FIG. 1 includes a container 2 in which a metal material having a good heat transfer coefficient such as copper is formed in a hollow shape, and a wick 3 in which a porous material is formed in a cylindrical shape. Further, after the inside of the heat pipe 1 is almost completely deaerated, a condensable fluid such as water or alcohol is enclosed as a working fluid. The heat pipe 1 shown in FIG. 1 is used in a so-called top heat mode in which the upper side in the vertical direction is heated and radiated from the lower side, and the upper side shown in FIG. The lower side is a heat dissipation part.

図１に示すヒートパイプ１は、下方側が放熱部となっているので、ウイック３の中空部３ａにおける下方側で気相の作動流体が液相の作動流体に相変化する。そして、液相の作動流体は、ウイック３の下方側の内面からウイック３の内部に浸透した後、ウイック３の内部で生じる毛管圧によって上方側に吸引される。ウイック３の上方側に吸引された液相の作動流体は、ヒートパイプ１の外部から伝達された熱によって加熱されるので、気相の作動流体に変化するとともにウイック３の中空部３ａに放出されて、ウイック３の中空部３ａを下方側に向けて流動する。このように作動流体が相変化しながらヒートパイプ１の内部を還流することによって、加熱部から放熱部に向けて潜熱として熱輸送される。   Since the heat pipe 1 shown in FIG. 1 has a heat radiating portion on the lower side, the gas phase working fluid changes into a liquid phase working fluid on the lower side in the hollow portion 3a of the wick 3. The liquid-phase working fluid penetrates into the wick 3 from the inner surface on the lower side of the wick 3 and is then sucked upward by the capillary pressure generated inside the wick 3. The liquid-phase working fluid sucked to the upper side of the wick 3 is heated by the heat transmitted from the outside of the heat pipe 1, so that it changes into a gas-phase working fluid and is released into the hollow portion 3 a of the wick 3. Then, the hollow portion 3a of the wick 3 flows downward. In this way, the working fluid is recirculated through the inside of the heat pipe 1 while changing the phase, whereby heat is transported as latent heat from the heating portion toward the heat radiating portion.

上記のように作動流体を還流させるためには、液相の作動流体を吸引する毛管圧を高くし、また液相の作動流体がウイック３に浸透しやすくすることが好ましい。そのため、図１に示すウイック３は、軸線方向においてウイック３を３層に区分して形成されている。具体的には、外径が比較的大きい粉体４ａを焼結して形成され下方側に配置されたウイック４と、外径が比較的小さい粉体５ａを焼結して形成され上方側に配置されたウイック５と、下方側のウイック４を形成する粉体４ａの外径より小さく、上方側のウイック５を形成する粉体５ａの外径より大きい粉体６ａによって形成され軸線方向における中央部、言い換えると、軸線方向における下方側のウイック４と上方側のウイック５との間に配置されたウイック６とによって構成されている。そのため、図１に示すウイック３は、下方側のウイック４内の空隙４ｂの断面積が比較的大きく、上方側のウイック５内の空隙５ｂの断面積が比較的小さく、中央部に配置されたウイック６内の空隙６ｂの断面積が下方側のウイック４内の空隙４ｂの断面積より小さくかつ上方側のウイック５内の空隙５ｂの断面積より大きく形成されている。言い換えると、図１に示すウイック３は、下方側から上方側に向けて空隙の断面積が小さくなるように形成されている。   In order to recirculate the working fluid as described above, it is preferable to increase the capillary pressure for sucking the liquid-phase working fluid and to easily allow the liquid-phase working fluid to penetrate into the wick 3. Therefore, the wick 3 shown in FIG. 1 is formed by dividing the wick 3 into three layers in the axial direction. Specifically, the wick 4 formed by sintering the powder 4a having a relatively large outer diameter and disposed on the lower side and the powder 5a having a relatively small outer diameter formed by sintering the powder 4a on the upper side. The center in the axial direction is formed by the powder 6a which is smaller than the outer diameter of the arranged wick 5 and the powder 4a forming the lower wick 4 and larger than the outer diameter of the powder 5a forming the upper wick 5. Part, in other words, the wick 6 disposed between the lower wick 4 and the upper wick 5 in the axial direction. Therefore, the wick 3 shown in FIG. 1 has a relatively large cross-sectional area of the gap 4b in the lower wick 4 and a relatively small cross-sectional area of the gap 5b in the upper wick 5, and is arranged in the center. The cross-sectional area of the gap 6b in the wick 6 is smaller than the cross-sectional area of the gap 4b in the lower wick 4 and larger than the cross-sectional area of the gap 5b in the upper wick 5. In other words, the wick 3 shown in FIG. 1 is formed so that the cross-sectional area of the gap decreases from the lower side toward the upper side.

このようにウイック３を形成することによって、下方側のウイック４は、液相の作動流体の流動抵抗が小さいため、液相の作動流体が浸透しやすく、また液相の作動流体の流動性が良好となる。また、上方側のウイック５は、空隙５ｂの断面積が小さいため、比較的大きな毛管圧を発生させることができ、その結果、液相の作動流体を上方側へ吸引する力を大きくすることができる。   By forming the wick 3 in this way, the lower wick 4 has a low flow resistance of the liquid-phase working fluid, so that the liquid-phase working fluid can easily permeate, and the fluidity of the liquid-phase working fluid is low. It becomes good. Further, since the upper wick 5 has a small cross-sectional area of the gap 5b, a relatively large capillary pressure can be generated, and as a result, the force for sucking the liquid-phase working fluid upward can be increased. it can.

ここで、図１に示すウイック３の製造方法について説明する。まず、銅などの熱伝達率の良好な金属材料によって形成された有底円筒状のコンテナ２に中空部３ａを形成するための中子を挿入した状態で、下方側のウイック４を形成するための比較的大きな粒径の粉体４ａを中子とコンテナ２との間に入れる。すなわち、コンテナ２の底部がヒートパイプ１の下方部となる。ついで、粒径が後述する粉体５ａの粒径より大きく下方側のウイック４を形成するための粉体４ａの粒径より小さい粉体６ａを入れ、その後に、上方側のウイック６を形成するための比較的小さな粒径の粉体５ａを入れる。そして、それら各粉体４ａ，５ａ，６ａを中子とコンテナ２との間に入れた状態で、外部から加熱して焼結させる。なお、図１に示す例では、各ウイック４，５，６の内径が同一となるように構成されている。また、各ウイック４，５，６を形成するための粉体４ａ，５ａ，６ａは、ニッケルあるいは銅もしくはそれらの合金など熱伝導率が良好な材料であって、各ウイック４，５，６を形成する粉体４ａ，５ａ，６ａ同士が同一の材料であっても異なっていてもよいが、各ウイック４，５，６同士が焼結するようにそれぞれの粉体４ａ，５ａ，６ａの材料を選定することが好ましい。   Here, the manufacturing method of the wick 3 shown in FIG. 1 is demonstrated. First, in order to form the lower wick 4 with the core for forming the hollow portion 3a inserted in the bottomed cylindrical container 2 formed of a metal material having a good heat transfer coefficient such as copper. Is placed between the core and the container 2. That is, the bottom of the container 2 is the lower part of the heat pipe 1. Next, a powder 6a having a particle size larger than the particle size of powder 5a described later and smaller than the particle size of powder 4a for forming wick 4 on the lower side is put, and thereafter upper wick 6 is formed. For this purpose, a powder 5a having a relatively small particle diameter is placed. And in the state which put these each powder 4a, 5a, 6a between the core and the container 2, it heats and sinters from the outside. In the example shown in FIG. 1, the inner diameters of the wicks 4, 5, and 6 are configured to be the same. The powders 4a, 5a and 6a for forming the wicks 4, 5, and 6 are materials having good thermal conductivity such as nickel, copper, or alloys thereof. The powders 4a, 5a and 6a to be formed may be the same material or different from each other, but the materials of the powders 4a, 5a and 6a so that the wicks 4, 5 and 6 are sintered together. Is preferably selected.

このように各粉体４ａ，５ａ，６ａをコンテナ２の内部に入れた状態で焼結することにより、下方側に入れられた粉体４ａと中央部分に入れられた粉体６ａとの境界部分でもそれら粉体４ａ，６ａ同士が焼結され、同様に中央部分に入れられた粉体６ａと上方側に入れられた粉体５ａとの境界部分でもそれら粉体５ａ，６ａ同士が焼結される。そのため、各ウイック４，５，６同士が一体となるとともに、それらウイック４，５，６同士の境界部分が焼結されているので、空隙４ｂ，５ｂ，６ｂが閉じられてしまったり、空隙４ｂ，５ｂ，６ｂの断面積が過剰に小さくなってしまったりする事態を抑制もしくは防止することができる。したがって、下方側のウイック４から中央部分のウイック６に向けて流動する液相の作動流体の流動抵抗および中央部分のウイック６から上方側のウイック５に向けて流動する液相の作動流体の流動抵抗が大きくなってしまうことを抑制もしくは防止することができる。その結果、ウイック３内を流動する液相の作動流体の流動抵抗を小さくすることにより、ヒートパイプ１の還流特性を向上させることができるので、比較的長く形成されたヒートパイプや重力に反して液相の作動流体がウイック内を流動するように形成されたヒートパイプであっても作動流体を還流させることができる。なお、粉体４ａ，５ａ，６ａを銅やニッケルあるいはそれらの合金などによって形成した場合には、粉体４ａ，５ａ，６ａを焼結することによりコンテナ２の内面とその内面に接触する粉体４ａ，５ａ，６ａとを結合して一体化することができる。   Thus, by sintering each powder 4a, 5a, 6a inside the container 2, the boundary portion between the powder 4a put on the lower side and the powder 6a put in the center portion. However, the powders 4a and 6a are sintered together, and the powders 5a and 6a are also sintered at the boundary portion between the powder 6a placed in the central portion and the powder 5a placed on the upper side. The Therefore, the wicks 4, 5 and 6 are integrated with each other, and the boundary portion between the wicks 4, 5 and 6 is sintered, so that the gaps 4b, 5b and 6b are closed or the gap 4b , 5b, 6b can be prevented or prevented from becoming excessively small in cross-sectional area. Therefore, the flow resistance of the liquid-phase working fluid flowing from the lower wick 4 toward the central wick 6 and the flow of the liquid-phase working fluid flowing from the central wick 6 toward the upper wick 5 are as follows. It is possible to suppress or prevent the resistance from increasing. As a result, by reducing the flow resistance of the liquid-phase working fluid flowing in the wick 3, it is possible to improve the reflux characteristics of the heat pipe 1, so that the heat pipe formed relatively long and against gravity. Even in the case of a heat pipe formed so that the liquid-phase working fluid flows in the wick, the working fluid can be refluxed. When the powders 4a, 5a, and 6a are formed of copper, nickel, or an alloy thereof, the powders 4a, 5a, and 6a are sintered so that the powder that comes into contact with the inner surface of the container 2 and the inner surface thereof are sintered. 4a, 5a, 6a can be combined and integrated.

上述したウイック３の製造方法は、各ウイック４，５，６を同時に焼結している。一方、粒径が小さい粉体５ａ（６ａ）を焼結する温度より粒径が大きい粉体４ａを焼結する温度が高いため、比較的粒径が大きいウイック４を焼結させるように各ウイック４，５，６を加熱すると、そのウイック４を形成する粉体４ａより粒径が小さい粉体５ａ（６ａ）が過剰に加熱されてしまう可能性がある。そのため、粒径が大きい粉体４ａによって形成される下方側のウイック４から順に焼結してもよい。具体的には、コンテナ２に中子を挿入した状態で、粒径が大きい粉体４ａを挿入して焼結することにより下方側のウイック４を形成する。ついで、中央部分のウイック６を形成するための粉体６ａを下方側のウイック４の上方から中子とコンテナ２との間に挿入した後に焼結して中央部分のウイック６を形成する。この際に加熱する温度は、下方側のウイック４を形成する際の温度より低い温度となる。そして、上方側のウイック５を形成するための粉体５ａを中央部分のウイック６の上方から中子とコンテナ２との間に挿入した後に焼結して上方側のウイック５を形成する。この際に加熱する温度は、下方側のウイック４を形成する際の温度および中央部分のウイック６を形成する際の温度より低い温度となる。   In the manufacturing method of the wick 3 described above, the wicks 4, 5, and 6 are simultaneously sintered. On the other hand, since the temperature at which the powder 4a having a larger particle diameter is sintered is higher than the temperature at which the powder 5a (6a) having a smaller particle diameter is sintered, the wicks 4 having a relatively large particle diameter are sintered. When 4, 5 and 6 are heated, there is a possibility that the powder 5a (6a) having a particle diameter smaller than that of the powder 4a forming the wick 4 is excessively heated. Therefore, you may sinter sequentially from the lower wick 4 formed by the powder 4a having a large particle size. Specifically, the lower wick 4 is formed by inserting and sintering the powder 4a having a large particle diameter in a state where the core is inserted into the container 2. Next, the powder 6a for forming the wick 6 in the central portion is inserted between the core and the container 2 from above the wick 4 on the lower side and then sintered to form the wick 6 in the central portion. At this time, the heating temperature is lower than the temperature at which the lower wick 4 is formed. Then, the powder 5 a for forming the upper wick 5 is inserted between the core and the container 2 from above the wick 6 in the central portion, and then sintered to form the upper wick 5. The temperature to be heated at this time is lower than the temperature at which the lower wick 4 is formed and the temperature at which the central wick 6 is formed.

このように粒径が大きい粉体４ａによって形成される下方側のウイック４から順に焼結することにより、粒径が小さい粉体５ａ（６ａ）が過剰に加熱されてしまうことを抑制もしくは防止することができる。そのため、粒径が小さい粉体５ａ（６ａ）が溶融してしまうなどの事態を抑制もしくは防止することができる。その結果、粉体５ａ（６ａ）が溶融してしまい空隙５ｂ（６ｂ）が閉じられてしまうなどの事態を抑制もしくは防止することができる。また、下方側のウイック４の上方に粉体６ａを入れた状態で中央部分のウイック６を焼結するため、中央部分のウイック６と下方側のウイック４とは結合され、同様に上方側のウイック５と中央部分のウイック６とも上方側のウイック５を焼結する際に結合される。その結果、ウイック３全体を一体として形成することができるとともに、粒径の異なるウイック４，５，６同士の境界部分の空隙４ｂ，５ｂ，６ｂが閉じられたり、その空隙４ｂ，５ｂ，６ｂの断面積が過剰に小さくなったりすることを抑制もしくは防止することができる。   By sintering in this order from the lower wick 4 formed by the powder 4a having a large particle size, it is possible to suppress or prevent the powder 5a (6a) having a small particle size from being excessively heated. be able to. Therefore, the situation where the powder 5a (6a) having a small particle size is melted can be suppressed or prevented. As a result, it is possible to suppress or prevent a situation in which the powder 5a (6a) is melted and the gap 5b (6b) is closed. Further, since the central wick 6 is sintered with the powder 6a placed above the lower wick 4, the central wick 6 and the lower wick 4 are joined together, The wick 5 and the wick 6 in the central portion are combined when the upper wick 5 is sintered. As a result, the entire wick 3 can be integrally formed, and the gaps 4b, 5b, and 6b at the boundary portions between the wicks 4, 5, and 6 having different particle diameters can be closed, or the gaps 4b, 5b, and 6b can be closed. It is possible to suppress or prevent the cross-sectional area from becoming excessively small.

なお、上述した例では、粉体を焼結してウイック３を形成する構成および製造方法を説明したが、銅やニッケルなどの金属材料によって形成された細線を束ねてあるいは捩って形成されたウイック３であってもよい。具体的には、外径が比較的大きな細線によって下方側のウイック４を形成し、外径が比較的小さな細線によって上方側のウイック５を形成し、さらに、下方側のウイック４を形成する細線の外径より大きく、上方側のウイック５を形成する細線の外径より小さな外径の細線によって中央部分のウイック６を形成してもよい。そして、それら細線を同時に焼結し、あるいは下方側のウイック４から順に焼結してもよい。   In the above-described example, the structure and the manufacturing method for forming the wick 3 by sintering the powder have been described. However, the thin wire formed of a metal material such as copper or nickel is bundled or twisted. Wick 3 may be sufficient. Specifically, the lower wick 4 is formed by a thin wire having a relatively large outer diameter, the upper wick 5 is formed by a thin wire having a relatively small outer diameter, and further, the thin wire that forms the lower wick 4 is formed. The wick 6 in the center portion may be formed by a thin wire having an outer diameter larger than the outer diameter of the thin wire and smaller than the outer diameter of the thin wire forming the upper wick 5. And these thin wires may be sintered simultaneously or sequentially from the lower wick 4.

さらに、外径が下方側から上方側に向けて細くなるようにテーパ状あるいは段階的に外径が変化する細線（以下、テーパ状の細線と記す。）によってウイック３を形成してもよい。なお、テーパ状の細線によってウイック３を形成する場合には、上方側のウイック５の内径が大きくなり、下方側のウイック４の内径が小さくなる可能性があり、その場合には、ウイック３の中空部３ａを流動する気相の作動流体の流動抵抗が増大する可能性があり、または、ウイック３全体としての毛管圧が低くなってしまう可能性がある。そのため、下方側から上方側までの長さを有するテーパ状の細線と、中央部分から上方側までの長さを有するテーパ状の細線と、上方側の部分のみの長さを有する細線とを順に軸線方向に積層して、ウイック３を形成してもよい。このようにウイック３を形成することにより、ウイック３の中空部３ａの上方側の内径と下方側の内径とを同一とすることができ、言い換えると中空部３ａを直線状に形成することができるので、気相の作動流体の流動抵抗が増大してしまうことを抑制もしくは防止することができる。また、上方側のウイック５の体積が減少してしまうことを抑制もしくは防止することができるので、上方側のウイック５で生じる毛管圧が低下してしまうことを抑制もしくは防止することができる。   Further, the wick 3 may be formed by a taper shape or a thin wire whose outer diameter changes stepwise (hereinafter referred to as a taper thin wire) so that the outer diameter becomes thinner from the lower side toward the upper side. In the case where the wick 3 is formed by a tapered fine wire, the inner diameter of the upper wick 5 may be increased, and the inner diameter of the lower wick 4 may be decreased. There is a possibility that the flow resistance of the gas phase working fluid flowing through the hollow portion 3a may increase, or the capillary pressure of the wick 3 as a whole may be lowered. Therefore, a tapered thin line having a length from the lower side to the upper side, a tapered thin line having a length from the center part to the upper side, and a thin line having a length of only the upper part are sequentially arranged. The wick 3 may be formed by laminating in the axial direction. By forming the wick 3 in this way, the inner diameter on the upper side and the inner diameter on the lower side of the hollow portion 3a of the wick 3 can be made the same, in other words, the hollow portion 3a can be formed linearly. Therefore, it is possible to suppress or prevent the flow resistance of the gas-phase working fluid from increasing. Moreover, since it can suppress or prevent that the volume of the upper wick 5 reduces, it can suppress or prevent that the capillary pressure which arises in the upper wick 5 falls.

なお、上述したように各ウイックを粉体によって形成してもよく、細線によって形成してもよい。または、細線と粉体とを混合して形成してもよい。すなわち、細線を束ねもしくは捩るとともに、それら細線を覆うように粉体を配置して、あるいは細線の内部に粉体を配置して焼結してもよい。また、上述した例では、円筒状のウイックを例に挙げて説明したが、平板状のヒートパイプに使用する場合には、ウイックが平板状に形成されたものであってもよい。すなわち、この発明におけるウイックは、外径が小さい材料によって形成されたウイックと、外径が大きい材料によって形成されたウイックとが軸線方向に並んで配置され、それら各ウイックが焼結されていればよい。   As described above, each wick may be formed of powder or may be formed of a thin line. Alternatively, a fine wire and powder may be mixed and formed. That is, the fine wires may be bundled or twisted, and the powder may be arranged so as to cover the fine wires, or the powder may be arranged inside the fine wires and sintered. Moreover, although the cylindrical wick was mentioned as an example and demonstrated in the example mentioned above, when using for a flat heat pipe, the wick may be formed in flat form. That is, the wick in the present invention is such that a wick formed of a material having a small outer diameter and a wick formed of a material having a large outer diameter are arranged side by side in the axial direction, and these wicks are sintered. Good.

１…ヒートパイプ、 ２…コンテナ、 ３，４，５，６…ウイック、 ４ａ，５ａ，６ａ…粉体、 ４ｂ，５ｂ，６ｂ…空隙。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat pipe, 2 ... Container, 3, 4, 5, 6 ... Wick, 4a, 5a, 6a ... Powder, 4b, 5b, 6b ... Air gap.

Claims (7)

長手方向における一方側に配置した外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を焼結して形成された第１焼結ウイックと、長手方向における他方側に配置した外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を焼結して形成された第２焼結ウイックとを備えたウイック構造において、
前記第１焼結ウイックと、前記第２焼結ウイックとが焼結して連結されていることを特徴とするウイック構造。 A first sintered wick formed by sintering a first material having a relatively small outer diameter disposed on one side in the longitudinal direction and thereby reducing the cross-sectional area of the void, and an outer disposed on the other side in the longitudinal direction In a wick structure provided with a second sintered wick formed by sintering a second material in which the gap has a relatively large diameter and thus the cross-sectional area of the gap is increased.
The wick structure characterized in that the first sintered wick and the second sintered wick are connected by sintering. 前記第１材料は、比較的粒径が小さい第１粉体を含み、前記第２材料は、比較的粒径が大きい第２粉体を含むことを特徴とする請求項１に記載のウイック構造。   2. The wick structure according to claim 1, wherein the first material includes a first powder having a relatively small particle size, and the second material includes a second powder having a relatively large particle size. . 前記第１材料は、比較的外径が小さい第１細線を含み、前記第２材料は、比較的外径が大きい第２細線を含むことを特徴とする請求項１に記載のウイック構造。   2. The wick structure according to claim 1, wherein the first material includes a first thin wire having a relatively small outer diameter, and the second material includes a second thin wire having a relatively large outer diameter. 長手方向における一方側に外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を配置した後に焼結して第１焼結ウイックを形成し、長手方向における他方側に外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を配置した後に焼結して第２焼結ウイックを形成するウイックの製造方法において、
前記第２焼結ウイックを焼結した後に、該第２焼結ウイックに前記第１材料を接触させて配置してから加熱することにより前記第１焼結ウイックを形成することを特徴とするウイックの製造方法。 A first material having a smaller cross-sectional area of the gap due to a relatively small outer diameter on one side in the longitudinal direction is disposed and then sintered to form a first sintered wick, and an outer diameter on the other side in the longitudinal direction. In the method of manufacturing a wick, the second sintered wick is formed by sintering after the second material having a larger sectional area of the gap due to being relatively large is disposed.
After the second sintered wick is sintered, the first sintered wick is formed by heating after placing the first material in contact with the second sintered wick. Manufacturing method. 長手方向における一方側に外径が比較的小さいことにより空隙の断面積が小さくなる第１材料を配置した後に焼結して第１焼結ウイックを形成し、長手方向における他方側に外径が比較的大きいことにより空隙の断面積が大きくなる第２材料を配置した後に焼結して第２焼結ウイックを形成するウイックの製造方法において、
前記第２材料を長手方向における一方側に配置し、かつ前記第１材料を前記第２材料と接触させた状態でかつ長手方向における他方側に配置した後に、前記第１材料および前記第２材料を同時に加熱して焼結させることを特徴とするウイックの製造方法。 A first material having a smaller cross-sectional area of the gap due to a relatively small outer diameter on one side in the longitudinal direction is disposed and then sintered to form a first sintered wick, and an outer diameter on the other side in the longitudinal direction. In the method of manufacturing a wick, the second sintered wick is formed by sintering after the second material having a larger sectional area of the gap due to being relatively large is disposed.
After placing the second material on one side in the longitudinal direction and placing the first material in contact with the second material and on the other side in the longitudinal direction, the first material and the second material A method for producing a wick characterized by heating and sintering at the same time. 前記第１材料は、比較的粒径が小さい第１粉体を含み、前記第２材料は、比較的粒径が大きい第２粉体を含むことを特徴とするとする請求項４または５に記載のウイックの製造方法。   6. The first material according to claim 4, wherein the first material includes a first powder having a relatively small particle size, and the second material includes a second powder having a relatively large particle size. Wick manufacturing method. 前記第１材料は、比較的外径が小さい第１細線を含み、前記第２材料は、比較的外径が大きい第２細線を含むことを特徴とする請求項４または５に記載のウイックの製造方法。   6. The wick according to claim 4, wherein the first material includes a first thin wire having a relatively small outer diameter, and the second material includes a second thin wire having a relatively large outer diameter. Production method.
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