JP2016540371A - 熱を放散する装置 - Google Patents

Abstract

熱を放散する装置は、例えば熱分解グラファイトのような平面状の熱伝導材料で形成されたプレートまたはパイプを含んでいる。その装置は、プレートまたはパイプに取り付けられた複数のフィンを含んでいてもよい。また、そのフィンは、そのプレートまたはパイプと同じかまたは異なる材料で形成することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、熱を放散するための装置に関し、特に冷却板（プレート）および冷却管（チューブ）に関する。

例えば電子アセンブリ（組立体）および個々のコンポーネント（構成要素）のような種々のデバイスまたは機器の小型化、増大した複雑さ、および／または増大した機能的能力の結果として、しばしば、より多くの熱が生成され、その熱は、性能を維持し損傷を回避するために放散されなければならない。熱を放散するための通常の方法では、物理的サイズ、重量、消費電力、コストまたは他のパラメータに関連する冷却要件および設計制約を満たさないことがある。従って、種々の熱源からの熱を放散するための効率的な手段が必要とされ続けている。

米国特許出願公開第２００４／０１８８０７５号明細書

発明の概要
簡単に述べると、概して、本発明は、熱を放散するための装置を対象とする。

本発明の或る観点または態様では、装置は、平面状の熱伝導材料で形成されたプレートまたは板を含んでいる。そのプレートは、上層（頂層）および下層（底層）を含んでいる。上層と下層の各々は、ｘ方向と、ｘ方向と同一平面上にあるｙ方向とに向いて（配向して）いる。そのプレートを通るように形成され上層と下層の間に配置された少なくとも１つの流体通路が、存在する。その少なくとも１つの流体通路は、流体を輸送するよう構成されている。

以下の複数の特徴の中の２つ以上の特徴のいずれか１つまたは組合せを、上述の観点または態様に付け加えて、本発明の追加的な観点または態様を形成することができる。
その上層は、平面状の熱伝導材料で形成される。
その下層は、平面状の熱伝導材料で形成される。
そのプレートは上層と下層の間に中間層を含み、その中間層はその平面状の熱伝導材料で形成され、その少なくとも１つの流体通路はその中間層を通って伸びる。
その平面状の熱伝導材料は、熱分解グラファイト（黒鉛）である。
その装置は、さらに、そのプレート上に複数のフィン（羽根）を含んでいる。
その少なくとも１つの流体通路はｙ方向に向き、そのプレートはｘ方向およびｙ方向に第１の熱伝導度を有し、そのプレートは、ｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向に第２の熱伝導度を有し、第１の熱伝導度は第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である。
その少なくとも１つの流体通路はｙ方向に向き、そのプレートは、ｙ方向と、ｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向とに第１の熱伝導度を有し、そのプレートは、ｘ方向に第２の熱伝導度を有し、第１の熱伝導度は第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である。
その少なくとも１つの流体通路はｙ方向に向き、そのプレートは、ｘ方向と、ｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向とに第１の熱伝導度を有し、そのプレートは、ｙ方向に第２の熱伝導度を有し、第１の熱伝導度は第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である。
その装置は、さらに、そのプレートの上層またはそのプレートの下層に熱的に結合された熱源を有する。
その装置は、さらに、そのプレートと熱源の間に熱橋（熱の逃げ道）を含み、その熱橋は、ヒート・シンク（放熱器）、熱拡散器、プリント基板、絶縁体（standoff）およびレールの中の１つ以上のものの任意の組合せである。
その熱源は、熱を生成することができる電子部品である。
その装置は、さらに、そのプレートに取り付けられ少なくとも１つの流体通路を通して流体を汲み上げるよう構成されたポンプを含んでいる。
本発明の或る観点または態様では、その装置は、流体を輸送するよう構成され熱分解グラファイトで形成されたパイプ（管）と、そのパイプ上に複数のフィンと、を含み、各フィンはそのパイプから熱を放散するよう構成されている。

以下の複数の特徴の中の２つ以上の特徴のいずれか１つまたは組合せを、上述の観点または態様に付け加えて、本発明の追加的な観点または態様を形成することができる。
各フィンは、アルミニウム、銅、他の金属、または、熱分解グラファイト以外の材料で形成される。
パイプは中心軸を有し、各フィンは、中心軸に垂直な半径方向に第１の熱伝導度と、中心軸に平行な軸方向に第２の熱伝導度とを有し、第１の熱伝導度は第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である。
その装置は、さらに、そのパイプに熱的に結合された熱源を含んでいる。
その装置は、さらに、そのパイプと熱源の間に熱橋（熱の逃げ道）を含み、その熱橋は、ヒート・シンク（放熱器）、熱拡散器、プリント基板、絶縁体およびレールの中の１つ以上のものの任意の組合せである。
その熱源は、熱を生成することができる電子部品である。
その装置は、さらに、そのパイプに取り付けられそのパイプを通して流体を汲み上げるよう構成されたポンプを含んでいる。

本発明の特徴および利点は、図面と共に読まれるべき次の詳細な説明からより容易に理解される。

図１Ａ〜１Ｃは、プレートの上層と下層の間に形成された流体通路を示す、熱放散用のプレートの斜視図、正面図および側面図を示している。 図２Ａは、ｚ方向の熱伝導度と比較して、ｘ方向およびｙ方向により大きい熱伝導度を有するプレートの斜視図である。図２Ｂは、図２Ａにおける線２Ｂ−２Ｂに沿ったプレートの断面図である。 図３Ａは、ｙ方向の熱伝導度と比較して、ｘ方向およびｚ方向により大きい熱伝導度を有するプレートの斜視図である。図３Ｂは、図３Ａにおける線３Ｂ−３Ｂに沿ったプレートの断面図である。 図４Ａは、ｘ方向の熱伝導度と比較して、ｙ方向およびｚ方向により大きい熱伝導度を有するプレートの斜視図である。図４Ｂは、図４Ａにおける線４Ｂ−４Ｂに沿ったプレートの断面図である。 図５〜８は、それぞれ、プレート、プレートに熱的に結合された複数の熱源、およびプレートに熱的に結合された複数のフィンを示す斜視図である。 . . . 図９および１０は、それぞれ、パイプ、パイプに熱的に結合された複数の熱源、およびパイプに熱的に結合された複数のフィンを示す斜視図である。 . 図１１は、図１Ａ〜１０の各プレートおよび各パイプの中のいずれかを通して流体を汲み上げるための閉ループ系を示す図である。

全ての図面は概略的な例示であり、そこに記載された構造は正確な尺度の縮尺を意図していない。本発明は、図示された正確な各配置および各手段に限定されることなく、請求の範囲によってのみ限定される、と理解すべきである。

例示的な実施形態の詳細な説明
本明細書で使用するとき、句“熱的に結合された”は、第１の構造体から第２の構造体への物理的熱伝導路を表す。第１および第２の構造体は、任意選択的に、第１の構造体と第２の構造体の間に物理的熱橋を形成する中間構造体によって互いに分離される。

本明細書で使用するとき、“平面状の熱伝導材料”とは、特定の平面上になくかつその平面と平行でもない他の方向と比較して、特定の平面上にありまたはその特定の平面に平行な複数の方向に、より大きい熱伝導度を有する材料である。

本明細書で使用するとき、句“斜角”（oblique angle）は０度と９０度の間の角度を表す。

本明細書で使用するとき、句“基本的に・・・で構成された” （主に・・・で構成された、主要成分として・・・を含む）（consisting essentially of）は、この句によって修飾される構造体を、特定の材料と、その構造体の基本的特徴に実質的に影響を与えない他の材料と、に限定する。例えば、平面状の熱伝導材料で基本的に構成される構造体は、少量の他の要素および不純物を含み、その他の要素および不純物によって、その構造体は、各ｃ方向と比較して、ａ−ｂ平面上の各方向またはそのａ−ｂ平面に平行な各方向に、より大きい熱伝導度を有することができる。

本明細書で使用するとき、“標準的室温”は２０℃乃至２５℃の温度である。

次に、本発明の実施形態を示すための例示的な図面をより詳細に参照すると、１つ以上の熱源から熱を放散するためのプレート（板）１００が図１Ａ〜１Ｃに示されている。ここで、同様の参照番号は、複数の図面の間での対応するまたは同様の要素を表す。プレート１００は平面状の熱伝導材料で形成され、その熱伝導材料は、その材料の顕微鏡的（微小）領域における原子の配置に応じた特定方向における増強された熱伝導をプレート１００に形成する。プレート１００がより大きい熱伝導度を有する方向は、プレート１００がどのように使用されるかに基づいて選択される。プレート１００は、予め選択された方向に、より大きい熱伝導度を形成するように、平面状の熱伝導材料で形成される。

プレート１００は、プレート１００が六角形状に配置された炭素原子の途切れのない（連続的な）平面状の層の広がりで構成されまたは基本的に構成されるように、平面状の熱伝導材料のモノリシック片または部品で形成することができる。途切れのない平面状の層を有することによって、熱放散が改善される、と考えられる。代替形態として、平面状の熱伝導材料で構成されまたは基本的に構成されるプレート１００は、複数片の平面状の熱導電材料を互いに直接的に固定することによって、組み立てることができる。

適した平面状の熱伝導材料の例は、規則的配置の炭素原子の平面状の層の向き（配向）に応じた特定の方向に、増強された熱伝導度をプレート１００に与える熱分解グラファイトである。熱分解グラファイトの炭素原子は、複数の平面（ａ−ｂ平面と称される）に六角形状に配置されており、それ（複数の平面）は、ａ−ｂ平面上の各方向における熱伝達を容易にし、ａ−ｂ平面上の各方向に、より高い熱伝導度を有する。炭素原子は、ａ−ｂ平面上に存在しない各方向に不規則な配置を有し、その結果、それらの方向での熱伝達が減少し、それらの方向での熱伝導度がより低くなる。ａ−ｂ平面上の各方向での熱分解性グラファイトの熱伝導度は、銅および天然グラファイトの熱伝導度の４倍より大きく、酸化ベリリウムの熱伝導度の５倍より大きい。本明細書に記載した複数の実施形態のいずれかで使用するための熱分解性グラファイトの熱伝導は、ａ−ｂ平面上の各方向に３０４Ｗ／ｍ・Ｋ乃至１７００Ｗ／ｍ・Ｋの範囲の値、およびａ−ｂ平面に垂直な各方向（ｃ方向と称される）に１．７Ｗ／ｍ・Ｋと７Ｗ／ｍ・Ｋの間の範囲の値とすることができる。熱伝導度の各値は、標準的室温での値である。これらの特性を有する熱分解グラファイトは、米国ペンシルバニア州イートンのピロゲニクス・グループ・オブ・ミンテック・インターナショナル社（Pyrogenics Group of Minteq International Inc.）から入手することができる。

平面状の熱伝導材料の組成の純度は、熱伝導度に影響を与える。幾つかの実施形態において、プレート１００は、熱分解グラファイトのａ−ｂ平面に対応する第１の方向でのその熱伝導度が、ｃ方向に対応する第２の方向での熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍である。

流体通路１０４は、プレート１００を貫通するように形成された貫通開口（穴）であり、プレート１００の中心を通して流体を運搬するよう構成されている。流体は、プレート１００を通って移動するにしたがって、プレート１００から熱を吸収し除去する。使用できる流体の例には、非限定的に、空気、他のガス、水、および他の液体が含まれる。流体通路１０４は、プレート１００の上層（頂層）１０６Ａと下層（底層）１０６Ｃの間に配置されている。上層１０６Ａおよび下層１０６Ｃは、例えば熱分解グラファイトのような平面状の熱伝導材料で形成される。流体通路１０４は、上層１０６Ａと下層１０６Ｃの間の中間層１０６Ｂを通って伸びる。中間層１０６Ｂは、例えば熱分解グラファイトのような平面状の熱伝導材料で形成される。

流体通路１０４は、平面状の熱伝導材料中に開口（穴）を開けまたは複数片の平面状の熱伝導材料を互いに接合してその複数片の間に空きチャネルまたは溝を形成することによって、形成できる。空きチャネルは、流体通路を形成し、真っ直とすることができまたは曲りを有することができる。流体通路１０４は、任意に、平面状の熱伝導材料中の開口またはチャネル中に挿入された金属または他の材料で形成されたパイプを含んでもよい。プレート１００は、プレート１００の全長を通って伸びる２つの流体通路を有するように示されている。代替形態として、１つだけまたはより多数の流体通路がプレート１００内に存在することができる。

本明細書における種々の図において、各直交軸１０２は、プレート１００に対するｘ方向、ｙ方向およびｚ方向を指し示す。ｘ方向は、ｙ方向と同一平面上にありｙ方向に垂直である。ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向に垂直である。ｘ方向およびｙ方向はｘ−ｙ平面を規定し、ｘ方向およびｚ方向はｘ−ｚ平面を規定し、ｙ方向およびｚ方向はｙ−ｚ平面を規定する。上層１０６Ａ、中間層１０６Ｂおよび下層１０６Ｃは、ｘ方向およびｙ方向に向きまたは配向し、ｚ方向に厚さを有する。

図１Ａ〜８において、各流体通路１０４は、軸方向がｙ方向に向いている。流体流の方向は、流体通路１０４の中心軸上の各矢印１０７で示されている。流体通路１０４の中心軸、および流体流の方向は、ｙ方向に平行である。代替形態として、流体通路１０４、および流体流の方向は、ｘ方向またはｚ方向に向き、またはｘ方向、ｙ方向およびｚ方向のいずれかに対して傾斜した角度を向いている。他の実施形態において、１つの流体通路における流体流は、別の通路における流体流の方向とは反対の方向とすることができる。

熱分解グラファイトの複数のａ−ｂ平面は、ｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面またはｙ−ｚ平面に平行な向きとすることができる。また、熱分解グラファイトのａ−ｂ平面は、ｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面またはｙ−ｚ平面の中の任意の１つ以上の平面に対して傾斜した任意の角度を向くことができる。

図２Ａ〜４Ｂは、ｙ方向の流体流の方向１０７に対する、各ａ−ｂ平面に関する異なる複数の配向または方向を示している。複数のａ−ｂ平面の各端縁１０８は、各ａ−ｂ平面の配向または向きを指し示すように平行な直線で示されている。各ａ−ｂ平面は顕微鏡的なまたは微視的なものである、と理解すべきである。

図２Ａおよび２Ｂにおいて、プレート１００における熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面は、ｘ−ｙ平面に平行な方向に向いている。炭素原子は、ｘ方向およびｙ方向に向いた平面状の各層において六角形状に配置されている。炭素原子は、ｚ方向に不規則に配置されている。

幾つかの実施形態において、プレート１００は、ｘ方向およびｙ方向に第１の熱伝導度を、およびｚ方向に第２の熱伝導度を有する。第１の熱伝導度は、第２の熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍である。

図３Ａおよび３Ｂにおいて、プレート１００における熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面は、ｘ−ｚ平面に平行な方向に向いている。炭素原子は、ｘ方向およびｚ方向に向いた平面状の層において六角形状に配置されている。炭素原子は、ｙ方向に不規則に配置されている。

幾つかの実施形態において、プレート１００は、ｘ方向およびｚ方向に第１の熱伝導度を、およびｙ方向に第２の熱伝導度を有する。第１の熱伝導度は、第２の熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍である。

図４Ａおよび４Ｂにおいて、プレート１００における熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面は、ｙ−ｚ平面に平行な方向に配向しまたは向いている。炭素原子は、ｙ方向およびｚ方向に配向しまたは向いた平面状の層において六角形状に配置されている。炭素原子は、ｘ方向に不規則に配置されている。

幾つかの実施形態において、プレート１００は、ｙ方向およびｚ方向に第１の熱伝導度を、およびｘ方向に第２の熱伝導度を有する。第１の熱伝導度は、第２の熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍である。

図５乃至８は、上述の実施形態のいずれかによるプレート１００を含む装置１２０を示している。装置１２０は、任意選択的に、プレート１００の１つ以上の側部または側面に熱的に結合された１つ以上の熱源１２２を含んでいる。プレート１００は、熱源１２２によって生成された熱を吸収し除去する。熱源の例には、非限定的に、電力アセンブリ（組立体）、電力変換器、および電子部品（コンポーネント）が含まれる。電子部品の例には、非限定的に、集積回路、トランジスタ、ダイオード、およびその組合せが含まれる。

装置１２０は、任意選択的に、プレート１００に取り付けられた１つ以上の細いまたは薄い突出したリブ（突条）またはフィン（羽根）１２４を含んでいる。フィン１２４は、アルミニウム、銅、他の金属、平面状の熱伝導材料、例えば熱分解グラファイト、で形成されている。フィン１２４は、熱分解グラファイト以外の材料で形成することができる。フィン１２４は、熱を拡散するための追加的な表面領域を形成する。１つ以上の流体通路１０４は、任意選択的に、プレート１００の中心を通るよう形成されている。フィン１２４は、プレート１００に加えられ、接着によってまたは機械的ファスナ（締付け具）によって固定されまたは締め付けられる。各フィン１２４における各ａ−ｂ平面は、プレート１００におけるａ−ｂ平面と同じまたは異なる方向に配向するまたは向くことができる。

代替形態として、各フィン１２４は、プレート１００の重要部分とすることができ、単一片の平面状の熱伝導材料から材料を取り出すまたは除去することによって、形成される。プレート１００に一体的なフィンを有することによって、熱分解グラファイトの六角形状に配置された炭素原子の領域は、プレート１００からフィン１２４まで途切れることなく（連続して）伸び、それによって熱拡散が改善される。

図５乃至８は、プレート１００に熱的に結合された熱源１２２を示している。熱源１２２は、任意選択的にプレート１００に直接的に固定され、または任意選択的に中間構造体によってプレート１００に間接的に固定される。

図５および６は、プレート１００に直接的に固定された熱源１２２を示している。直接的な固定は、接着性のおよび／または機械的なファスナによって達成することができる。例えば、熱源１２２は、ハンダ、エポキシ、接着剤および／または熱伝導（界面）材料によって、プレート１００の両側部上で平坦な表面１２５に直接接着することができる。薄い層のハンダ、エポキシ、接着剤および／または熱伝導（界面）材料は、熱源１２２とプレート１００の間に配置することができる。ハンダ、エポキシおよび接着剤は熱伝導（界面）材料とすることができる。熱伝導（界面）材料は、熱抵抗を低下させ熱伝導を改善するように、空気間隙および小さい表面不規則部を充填することができる。熱伝導（界面）材料の例には、非限定的に、熱グリース、ゲル、エポキシ、パテ材料、ペースト、箔（フォイル）、フィルム（膜）およびパッドが含まれる。また、熱源１２２は、熱源１２２をプレート１００に向けて押圧する機械的ファスナによって、プレート１００に直接的に固定することができる。機械的ファスナの例には、非限定的に、スクリュー、ボルト、ねじ込み式挿入物、クリップ、クランプ、ケーブル、ストラップ、およびその組合せが含まれる。１つ以上の開口または凹所をプレート１００中に形成して、機械的ファスナを係合させてもよい。

図７および８は、熱源１２２とプレート１００の間に配置された中間構造体１２６によって、プレート１００に間接的に固定された複数の熱源１２２を示している。中間構造体１２６は、熱源１２２とプレート１００の間の直接的接続部を形成する。中間構造体１２６は、単一の長方形ブロックとして概念的に示されている。中間構造体１２６の形状およびサイズは、図示されたブロックとは異なることができ、図示された各ブロックは、熱源１２２をプレート１００に熱的に結合する熱橋を形成する１つ以上の別々の部品（構成要素）を含んでもよい、と理解されるべきである。熱源１２２によって生成された熱は、中間構造体１２６の１つ以上の別々の部品（構成要素）によって、プレート１００に伝導される。別々の部品の例には、非限定的に、ヒート・シンク、熱拡散器、プリント基板、絶縁体、およびレールの中の１つ以上のものの任意の組合せが含まれる。中間構造体１２６は、任意選択的にプレート１００に固定される。各中間構造体１２６のプレート１００への固定は、例えば図５および６に記載されているように、接着性のおよび／または機械的なファスナによって達成することができる。

熱源１２２は、固定なしで、プレート１００に熱的に結合することができる、と理解すべきである。例えば、熱源１２２は、プレート１００に固定されることなく、プレート１００上に載せることができる。また、熱源１２２は、中間構造体１２６に固定されることなく、中間構造体１２６の頂部に載せることができる。さらに、中間構造体１２６は、プレート１００に固定されることなく、プレート１００の頂部に載せることができる。

図９および１０は、１つ以上の熱源１２２からの熱を放散する装置１４０を示している。装置１４０は、パイプ１４２、およびパイプ１４２に熱的に結合された複数のフィン１４４を含んでいる。複数のフィン１４４は、パイプ１４２の外部表面から半径方向または放射状に外向きに突出している。複数のフィン１４４は、アルミニウム、銅、他の金属、または平面状の熱伝導材料、例えば熱分解グラファイトで形成される。複数のフィン１４４は、熱分解グラファイト以外の材料で形成することができる。パイプ１４２は、流体通路１０４を形成する貫通開口を有する細長いチューブである。流体通路１０４はパイプ１４２の全長を通ってまたは貫通して伸びている。流体通路１０４の中心軸、および流体流の方向は、ｙ方向に平行である。パイプ１４２は、流体を輸送するよう構成され、また、銅、アルミニウム、酸化ベリリウム、または他の熱伝導材料で形成することができる。また、パイプ１４２は、例えば熱分解グラファイトのような平面状の熱伝導材料で形成することができる。

パイプ１４２および複数のフィン１４４は、熱分解グラファイトで構成されまたは基本的に（主要成分として）熱分解グラファイトで構成されるものであり、熱分解グラファイトのモノリシック片または部品で形成することができ、それによって、六角形状に配置された炭素原子の領域はパイプ１４２からフィン１４４まで途切れることなく連続的に伸び、それによって熱放散が改善される。代替形態として、パイプ１４２および複数のフィン１４４は、熱分解グラファイトで構成されまたは基本的に（主要成分として）熱分解グラファイトで構成されるものであり、複数片の平面状の熱伝導材料を互いに直接接合することによって、形成することができる。複数片を共に接合することによって、複数のフィン１４４における各ａ−ｂ平面はパイプ１４２における各ａ−ｂ平面と同じまたは異なる方向に配向するまたは向くことができる。

フィン１４４および／またはパイプ１４２に関して、熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面は、ｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面またはｙ−ｚ平面に平行な方向に配向するまたは向くことができる。また、熱分解グラファイトの各ａ−ｂ平面は、ｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面またはｙ−ｚ平面の中の任意の１つ以上の平面に対して任意の傾斜角の方向に配向するまたは向くことができる。

幾つかの実施形態において、各ａ−ｂ平面は、流体通路１０４の中心軸上の矢印１０７で示された流体流の方向に垂直である。フィンは、中心軸に垂直な１つ以上の放射状の半径方向１１０に第１の熱伝導度を、および中心軸に平行な軸方向１１２に第２の熱伝導度を有する。任意選択的に、第１の熱伝導度は、第２の熱伝導度の少なくとも１００倍または少なくとも２００倍である。

各熱源１２２は、パイプ１４２および／またはフィン１４４に熱的に結合される。パイプ１４２は、熱源１２２から熱を吸収し除去するよう構成されている。パイプ１４２を通って流れる流体は、パイプ１４２から熱を吸収して取り除き外へ排出する。複数のフィン１４４は、パイプ１４２に熱的に結合される。パイプ１４２が熱源１２２と各フィン１４４の各部分１４４Ａ（図９）の間に配置されたとき、各部分１４４Ａはパイプ１４２から熱を吸収し放散する。各フィン１４４の各部分１４４Ｂ（図９）が各熱源１２２とパイプ１４２の間に配置されたとき、各部分１４４Ｂは、熱源１４４からパイプ１４２に熱を伝導する。

各熱源１２２は、任意選択的に、パイプ１４２および／またはフィン１４４に直接固定される。各熱源１２２の固定は、例えば図５および６に記載されているように、接着性のおよび／または機械的なファスナによって、達成することができる。各熱源１２２は、固定されることなく、パイプ１４２および／または複数のフィン１４４に熱的に結合することができる。

中間構造体１２６は、各熱源１２２とパイプ１４２の間、および／または熱源１２２と各フィン１４４の間に、間接的な接続部および熱橋を形成することができる。各中間構造体１２６は、単一の長方形ブロックとして概念的に示されている。中間構造体１２６の形状およびサイズは図示されたブロックと異なるものとすることができ、図示されたブロックは、１つ以上の熱源１２２をパイプ１４２および／または複数のフィン１４４に熱的に結合する熱橋を形成する１つ以上の別々の部品（構成要素）を含んでもよい、と理解すべきである。別々の部品の例には、非限定的に、図７および８に関して記載されたものが含まれる。

中間構造体１２６は、任意選択的に、パイプ１４２および／または複数のフィン１４４に固定される。複数の熱源１２２は、任意選択的に、中間構造体１２６に固定される。固定は、例えば図５および６に関して記載されているような、接着性のおよび／または機械的なファスナによって、達成することができる。

図１１に示されているように、装置１２０および１４０のいずれかは、任意選択的に、プレート１００またはパイプ１４２の１つ以上の流体通路を通して流体を移動させるよう構成されたポンプ１４２を含んでいる。ポンプ１２８は、プレート１００またはパイプ１４２の流体通路に直接取り付け、または、流体をプレート１００またはパイプ１４２に給送するチューブ（管）によってプレート１００またはパイプ１４２の流体通路に間接的に取り付けることができる。ポンプ１２８は閉ループで流体を移動させ、これは、流体が再循環されること、を意味する。プレート１００またはパイプ１４２を出た流体は、最終的に、プレート１００またはパイプ１４２中に汲み戻される。装置１２０および１４０のいずれかは、任意選択的に、プレート１００またはパイプ１４２からの流体を受け入れる熱交換器１３０を含んでいる。熱交換器１３０は、流体がプレート１００またはパイプ１４２中に汲み戻される前に、流体を冷却するよう構成されている。装置１２０および１４０のいずれかは、任意選択的に、流体用の保存（貯留）緩衝器として働く貯留槽または貯留容器（reservoir）１３２を含んでいる。貯留槽１３２は、熱交換器１３０から冷却された流体を受け入れ、次いで、その冷却された流体をポンプ１２８に供給する。

本発明の幾つかの特定の形態を図示し記載したが、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形を施すことができることも明らかである。また、開示された実施形態の特定の特徴および観点または態様の種々の組合せまたは部分的組合せを互いに組合せまたは置換して、本発明の異なるモードまたは様式を形成するようにすることも、想定される。上述の本発明の特徴の全ての変形例は、請求の範囲内のものであると考えられる。本発明は、請求の範囲による限定を除いて、限定されることを意図していない。

Claims (20)

1. 熱を放散する装置であって、
   平面状の熱伝導材料で形成され上層および下層を含むプレートを含み、
   前記上層および前記下層の各々は、ｘ方向、およびｘ方向と同一平面にあるｙ方向に向き、前記プレートを通るように形成され前記上層と前記下層の間に配置された少なくとも１つの流体通路があり、前記少なくとも１つの流体通路が流体を輸送するよう構成されている、装置。
2. 前記上層が前記平面状の熱伝導材料で形成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記下層が前記平面状の熱伝導材料で形成される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記プレートが前記上層と前記下層の間に中間層を含み、前記中間層が前記平面状の熱伝導材料で形成され、前記少なくとも１つの流体通路が前記中間層を通って伸びる、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. 前記平面状の熱伝導材料が熱分解グラファイトである、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
6. さらに、前記プレート上に複数のフィンを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記少なくとも１つの流体通路がｙ方向に向き、前記プレートがｘ方向およびｙ方向に第１の熱伝導度を有し、前記プレートがｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向に第２の熱伝導度を有し、前記第１の熱伝導度が前記第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの流体通路がｙ方向に向き、前記プレートが、ｙ方向、およびｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向に第１の熱伝導度を有し、前記プレートがｘ方向に第２の熱伝導度を有し、前記第１の熱伝導度が前記第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの流体通路がｙ方向に向き、前記プレートが、ｘ方向、およびｘ方向およびｙ方向に垂直なｚ方向に第１の熱伝導度を有し、前記プレートがｙ方向に第２の熱伝導度を有し、前記第１の熱伝導度が前記第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
10. さらに、前記プレートの前記上層または前記プレートの前記下層に熱的に結合された熱源を含む、請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
11. さらに、前記プレートと前記熱源の間に熱橋を含み、
    前記熱橋は、ヒート・シンク、熱拡散器、プリント基板、絶縁体およびレールの中の１つ以上のものの任意の組合せである、請求項１０に記載の装置。
12. 前記熱源が熱を生成することができる電子部品である、請求項１０または１１に記載の装置。
13. さらに、前記プレートに取り付けられ、前記少なくとも１つの流体通路を通して流体を汲み上げるよう構成されたポンプを含む、請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
14. 熱を放散する装置であって、
    流体を輸送するよう構成され熱分解グラファイトで形成されたパイプと、
    各々が前記パイプからの熱を放散するよう構成された、前記パイプ上の複数のフィンと、
    を含む、装置。
15. 各フィンが、アルミニウム、銅、他の金属、または熱分解グラファイト以外の材料で形成される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記パイプが中心軸を有し、各フィンが前記中心軸に垂直な半径方向に第１の熱伝導度を、および前記中心軸に平行な軸方向に第２の熱伝導度を有し、前記第１の熱伝導度が前記第２の熱伝導度の少なくとも１００倍である、請求項１４または１５に記載の装置。
17. さらに、前記パイプに熱的に結合された熱源を含む、請求項１４乃至１６のいずれかに記載の装置。
18. さらに、前記パイプと前記熱源の間に熱橋を含み、
    前記熱橋は、ヒート・シンク、熱拡散器、プリント基板、絶縁体およびレールの中の１つ以上のものの任意の組合せである、請求項１７に記載の装置。
19. 前記熱源が熱を生成することができる電子部品である、請求項１７または１８に記載の装置。
20. さらに、前記パイプに取り付けられ、前記パイプを通して流体を汲み上げるよう構成されたポンプを含む、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の装置。

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