JP3210120U

JP3210120U - 毛細構造及び該毛細構造を具有するループヒートパイプ

Info

Publication number: JP3210120U
Application number: JP2017000588U
Authority: JP
Inventors: 柏彬蔡
Original assignee: 奇▲こう▼科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2027-02-14

Abstract

【課題】壁面との接触面積を増やし、熱伝導の熱抵抗を減らすことができる毛細構造及び該毛細構造を具有するループヒートパイプの構造を提供する。【解決手段】蒸発室２１、毛細構造１、コンデンサー本体２２で構成するループヒートパイプであって、作動流体が軸方向に流動する複数の溝を外周面に形成した毛細構造１を蒸発室２１内に設置し、蒸発室の出口２１１及び入口２１２を介して、冷却フィン２２３を設置したコンデンサー本体２２に作動流体を循環流動せしめる。毛細構造１の溝は、外周面の解放側の幅を底面の閉鎖側の幅より小さくし、蒸発室に接して発熱する電子装置との接触面積を大きくして、熱伝導効率を向上する。【選択図】図５

Description

本考案は、毛細構造及び該毛細構造を具有するループヒートパイプの構造に関し、特に一種の毛細構造の中を蒸気ルートが使用する溝の構造に変えることで、蒸気液体循環効率をアップする毛細構造及び該毛細構造を具有するループヒートパイプの構造に関する。

現在の電子設備の性能が向上するにつれ、信号及び運算を処理する電子部品はそれに相対して以前の電子部品より比較的高い熱エネルギーを発生する。よく使用される一般的な放熱部品に含まれるのはヒートパイプ、放熱器、均温プレートなどの部品であり、且つ直接発熱する電子部品と接触した後に、更に放熱効果を高めることで、電子部品の温度が高すぎるために焼付く状況を防止する。

更に強制的に放熱する効果のあるファンを設置し、該複数の放熱部品に対して放熱を行う。ファンは確かに放熱の効果を高めることはできるが、限られた空間では全てにファンを設置することができず、故に空間の問題も考慮すべき一つのポイントである

また、当業者はヒートパイプ蒸気液体循環のコンセプトを使って一つの蒸発室を一つのコンデンサー装置と結合し、且つ両者の間は一つのパイプ本体を接続することで、一つのループヒートパイプの構造を構成する。そのメリットは、自ら最良の蒸発コンデンサー循環効果を具有する放熱装置を提供し、該蒸発室内に、作動液体が逆流保存できる毛細構造を設置し、且つ該毛細構造に蒸気が流動できる複数の溝を設置する。蒸発室は主に少なくとも一面が発熱源に接触して熱エネルギーを伝動し、且つ該蒸発室の毛細構造の中の作動液体が熱を受けて蒸発した後、該複数の溝を外向けに流動し、且つ該蒸発室とコンデンサー装置のパイプ本体と接続することを介し、コンデンサー装置に向って流動して拡散する。最後にコンデンサー装置を通って冷却し、液体に戻してから該蒸発室に逆流して引き続き循環をくり返す。

一般の蒸発室は主に溝を具有する毛細構造が液体の作動流体を吸着する。溝は開放する片側と該蒸発室の壁面が互いに接触し、熱が伝わるルートは、壁面から壁面と接触する部分の毛細構造を通じて毛細構造に伝導することで、毛細構造の温度が作動流体の相変化温度にまで上昇させた後、作動流体を溝の表面で蒸発させる。この時、気体の作動流体は溝の導引を通じて蒸発室から導き出してから蒸気ルートに入ることで、作動流体が熱を吸収して蒸発する相変化段階を完成する。しかし、従来の溝設計の断面は、いずれも正方形或いは長方形であるため、毛細構造と蒸発室の接触面積が減る結果になり、熱を毛細構造にまで伝導するのに不利であり、よって比較的大きな熱抵抗が生じることを鑑みて、更なる改善が必要であった。

特開２００４−１３４４７５号公報

前記公知構造の欠点を解決するため、本考案の第１の目的は、毛細構造が壁面との接触面積を増やすことができ、且つ熱伝導の熱抵抗を減らす毛細構造を提供することにある。
本考案の第２の目的は、毛細構造と壁面の接触面積を増やすことができ、且つ熱伝導の熱抵抗を減らすループヒートパイプの構造を提供することにある。

前記目的を達成するために、本考案は毛細構造を提供するものである。それに含まれるのは一つの本体である。

前記本体に複数の溝を具有し、該複数の溝を該本体の外周縁に設置し、且つ該本体の軸方向に沿って延伸して形成する。該複数の溝の前記開放側の幅は該閉鎖側の幅より狭い。

前記目的に達するために、本考案は一種のループヒートパイプを提供するものである。それに含まれるのは一つの蒸発室、一つの毛細構造本体、一つのコンデンサー本体及び作動流体である。

前記蒸発室に一つの出口及び一つの入口を具有し、該出口、入口はそれぞれ蒸発室の両端に設ける。

前記毛細構造を前述の蒸発室内に設置し、該毛細構造に含まれるのは一つの本体である。

前記本体に複数の溝を具有し、該複数の溝を該本体の外周縁に設置し、且つ該本体の軸方向に沿って延伸して形成する。該複数の溝の開放側の幅は該閉鎖側の幅より狭い。

前記コンデンサー本体に一つの第一端及び一つの第二端を具有する。該第一、第二端はそれぞれ該蒸発室の出口及び入口と接続する。

前記作動流体を前述蒸発室内に充填する。

本考案は主に毛細構造の蒸気ルート(溝)を改善することにより、毛細構造と壁面の接触面積を増やし、且つ熱伝導の熱抵抗を減少する。

本考案の毛細構造の第一実施例の立体図である。本考案の毛細構造の第一実施例の本体断面図である。本考案の毛細構造の第一実施例の本体断面図である。本考案の毛細構造の第一実施例の本体断面図である。本考案の毛細構造の別の一つの実施例の略図である。本考案のループヒートパイプの第一実施例の立体組立図である。本考案のループヒートパイプの第一実施例の組立断面図である。本考案のループヒートパイプの作動略図である。

以下、本考案の構造と特徴および効果を、最良実施例と図面を参照しながら詳細に説明する。

図１、図２、図３Ａ、図３Ｂは、本考案の毛細構造の第一実施例の立体図本体断面図である。図に示すように、本考案の毛細構造１に含まれるのは一つの本体１１である。

前記本体１１に複数の溝１１１を具有し、該複数の溝１１１を該本体１１の外周縁に設置し、且つ該本体１１の軸方向に沿って延伸して形成する。該複数の溝１１１の開放側１１１１の幅は閉鎖側１１１２の幅より狭い。

前記本体１１は焼結粉末体であり、焼結処理により金属の粉末を多孔性を具有する毛細構造体に焼結する。また外周にある複数の溝１１１は該毛細構造成型後に、機械加工を通じて、該本体１１の軸方向に沿って開設することができる。或いは該本体１１にて焼結製造を行う際に、まず該複数の溝１１１の部位を残し、焼結完了後に該本体１１の外に該複数の溝１１１を形成する。前記本体１１は円柱型に限られることはなく、図３Ｃに示すような長方体、或いはその中の如何なる一つの幾何形の立体構造体にもすることができる。該本体１１は主にループヒートパイプの蒸発室の形と対応するものであり、如何なる形に限られることはない。

該溝１１の横断面は、図２のような逆台形、或いは図３Ａのような逆三角形、或いは図３Ｂのようなオーム字型の如何なる形状の一つにすることができ、これにより限定されるものではない

図４及び図５に示すのは、本考案のループヒートパイプの第一実施例の立体組立及び組立断面図である。図に示すように、本考案のループヒートパイプの中の毛細構造の実施説明は、前述毛細構造の第一実施例が説明する実施例と同じであるため、再度記述しない。ただ、本実施例と前述毛細構造実施例が異なる部分は、前記ループヒートパイプ２に含まれるのは一つの蒸発室２１、一つの毛細構造１、一つのコンデンサー本体２２、作動流体２３である。

前記蒸発室２１に一つの収納スペース２１１及び一つの出口２１１及び一つの入口を具有し、該出口２１１、入口２１２、蒸気空間２１３はそれぞれ蒸発室２１の前後両端に設け、前記蒸発室２１は円形、方形、平板状のうちの一つとすることができる。

前記毛細構造１を前記蒸発室２１内に設置し、該毛細構造１に含まれるのは、一つの本体１１に複数の溝１１１を具有し、該複数の溝１１１を該本体１１の外周に設置し、且つ該本体１１の軸方向に沿って延伸して形成する。該複数の溝１１１の開放側１１１１の幅は閉鎖側１１１２の幅より狭い。

前記コンデンサー本体２２に一つの第一端２２１及び一つの第二端２２２を具有する。前記第一、第二端２２１、２２２はそれぞれ前記蒸発室２１の出口２１１及び入口２１２と接続する。前記コンデンサー本体の外部に複数の放熱フィン２２３を套設し、冷却効率をアップするために使用される。該複数の放熱フィン２２３はまた複数の放熱パイプ本体に置換することができる。該作動流体２３を前述蒸発室２１内に充填し、一部液体を呈す液体の作動流体２３１は作動がない状態では、該コンデンサー本体２２内に貯留される。

該毛細構造１の溝１１１の開放側１１１１は該蒸発室２１の壁面に貼り付け、且つ該蒸発室２１は更に一つの蒸気空間２１３及び一つの補償空間２１４を具有し、該蒸気空間２１３及び該補償空間２１４は該蒸発室２１と該毛細構造１の本体１１の間で構成する。該複数の毛細構造１を該蒸発室２１の中に設置するために、該蒸発室２１の入口２１２に近い一端を前記補償空間２１４と定義し、該出口２１１に近い一端を前記蒸気空間２１３と定義する。

前記蒸気空間２１３は主に蒸発室２１４の蒸気プリロードの機能として、液体の作動流体２３１が蒸発室２１内にまで逆流するのを防止し、それによりループヒートパイプ２全体の作動効率及び蒸気液体循環のスムーズさを保つ。

図６に示すのは、本考案のループヒートパイプの作動略図である。図に示すように、本考案のループヒートパイプ２は主に蒸発室２１の少なくとも片側或いは全体を通じて、一つの発熱源３と接触して熱を伝導する。蒸発室２１が発熱源３と接触して熱を伝導する際、蒸発室２１は発熱源３が生じる熱エネルギーを吸収し、更に蒸発室２１内部にある液体の作動流体２３１を加熱する。
また、毛細構造１の中に保持する液体を呈する作動流体２３１が加熱されて、液体から蒸気体に転換する際、蒸気体を呈する作動流体２３２は該毛細構造１の外縁に設けた溝１１１により、該蒸気体を呈する作動流体２３１が流動して冷却循環の拡散を行わせることができる。且つ本考案は毛細構造１の空焼き問題を改善するため、該複数の溝１１１の開放側１１１の幅を、該閉鎖側１１１２の幅より狭く設置し、即ち該毛細構造１全体の体積を増やすことができ、且つ発熱源３が接触する片側の面積も一緒に増やされ、それにより毛細構造１全体の作動流体含有量が増え、且つ毛細構造１と蒸発室２１の壁面の接触面積が増え、且つ熱伝導の熱抵抗を減らす。

該複数の溝１１１の開放側１１１１の幅を該閉鎖側１１１２の幅より狭くする主な目的は、毛細構造１は該蒸発室２１の壁面の接触面積を増やすことができ、それにより導熱面積を増やせば、全体の蒸気液体循環の効率をアップすることができる。

溝１１１が毛細構造１に向けて外側に蒸気体を呈する作動流体２３２を拡散し、更に毛細構造１を設置していない蒸気空間２１３に入る。更に蒸気空間２１３を経て該蒸発室２１の一端に設置する出口２１１に入り、該蒸発室２１から離れてコンデンサー本体２２に入る。コンデンサー本体２２の外部に複数の放熱フィン２２３を套設することで、コンデンサー本体２２内部の蒸気体の作動流体２３２は素早く冷却して液体の作動流体２３１に転換するのを助けるのに有利である。よって、該蒸気体を呈す作動流体２３２はコンデンサー本体２２を経て冷却し、液体を呈する作動流体２３１に転換した後、更に該蒸発室２１の毛細構造１に近い一端に設置する入口２１２を通じて、該蒸発室２１内に逆流し、蒸気液体のサイクルが完成する。

１毛細構造
１１本体
１１１溝
１１１１開放側
１１１２閉鎖側
２１蒸発室
２１１出口
２１２入口
２１３蒸気空間
２１４補償空間
２２コンデンサー本体
２２１第一端
２２２第二端
２２３放熱フィン
２３作動流体
２３１液体の作動流体
２３２蒸気体の作動流体
３発熱源

Claims

毛細構造本体の外周に作動流体を流通させる複数の溝を軸方向に延長して形成し、
該溝の外周面の解放側の幅を底面の閉鎖側の幅よりも狭くした、
ことを特徴とする、ループヒートパイプの蒸発室内に設置する毛細構造。
前記本体は、焼結粉末体であることを特徴とする請求項１記載の毛細構造。
前記溝の横断面は、逆台形、或いは逆三角形、或いはオーム字型のいずれか一つであることを特徴とする請求項１記載の毛細構造。
蒸発室、毛細構造本体及びコンデンサー本体を備え、
上記蒸発室両端にそれぞれ入口及び出口を設け、
上記毛細構造本体を該蒸発室内に設置し、該毛細構造本体外周に作動流体を流通させる複数の溝を軸方向に延長して形成し、該溝の外周面の解放側の幅を底面の閉鎖側の幅よりも狭くし
上記コンデンサー本体の第一端及び第二端をそれぞれ上記蒸発室の出口及び入口と接続し、
作動流体を上記蒸発室及びコンデンサー本体の一部エリアに充填することを特徴とする、ルートヒートパイプの構造。
前記毛細構造本体は、焼結粉末体であることを特徴とする請求項４記載のループヒートパイプの構造。
前記毛細構造本体の溝の横断面は、逆台形、或いは逆三角形、或いはオーム字型のいずれか一つであることを特徴とする請求項４記載のループヒートパイプの構造。
前記毛細構造本体の溝の開放側は、該毛細構造体を収容する蒸発室内壁面に貼り付けて設置することを特徴とする請求項４記載のループヒートパイプの構造。
上記蒸発室は、更に一つの蒸気空間を具有し、該蒸気空間は該蒸発室と該毛細構造本体の間で構成され、前記蒸気空間を該蒸発室の出口に近い場所に設置することを特徴とする請求項４記載のループヒートパイプの構造。
前記コンデンサー本体の外部に複数の放熱フィンを具有することを特徴とする請求項４記載のループヒートパイプの構造。