JPH0457399A - 複合型ヒートシンク - Google Patents

複合型ヒートシンク

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JPH0457399A
JPH0457399A JP16670890A JP16670890A JPH0457399A JP H0457399 A JPH0457399 A JP H0457399A JP 16670890 A JP16670890 A JP 16670890A JP 16670890 A JP16670890 A JP 16670890A JP H0457399 A JPH0457399 A JP H0457399A
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JP
Japan
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heat
heat sink
fins
component
grooves
Prior art date
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Pending
Application number
JP16670890A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisateru Akachi
赤地 久輝
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Actronics KK
Original Assignee
Actronics KK
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Publication date
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Publication of JPH0457399A publication Critical patent/JPH0457399A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ11発明目的 〔産業上の利用分野] 本発明は放熱器の構造に関するもので特にヒートシンク
と蛇行ループ型細管ヒートパイプとの組合わせによる複
合型ヒートシンクの構造に関する。
〔従来の技術〕
従来のヒートシンクは第5図に例示の如く熱伝導性の良
好な金属板の所定の部分を受熱平面1とし、他の部分に
複数の平板状放熱フィン2と放熱フィン2により形成さ
れる条溝3を配設してなる。
大容量の放熱を必要とする場合はフィンの高さを高くし
、フィンの枚数を増加せしめて使用される。
又ループ型細管ヒートパイプは第6図及び第7図例示の
如く長尺のループ型細管コンテナ5は各種形状の螺旋状
又は直管部群を含む多数ターンの蛇行形状等に整形され
て、その一部に受熱板4、放熱板7等を装着して使用さ
れる。
〔発明が解決しようとする問題点] 第5図例示の如きヒートシンクは構造が単純で使用し易
い利点はあるものの、金属の熱伝導による放熱のみであ
るから放熱性能には限界があり、低い熱抵抗を得ること
が困難であった。又大容量の放熱には多数の放熱フィン
と多数の条溝を必要とし、大型大重量とならざるを得な
かった。これらがヒートシンクの有する問題点であった
ループ型細管ヒートパイプは細管コンテナ5内の作動液
が逆止弁6の作用により、熱量に対応した循環速度でル
ープ内を高速度で循環して熱量を運搬するのであるから
感度良好で且つ軽量であり、大熱量運搬用に構成しても
重量はヒートシンクとは比較にならない程に軽量であり
低熱抵抗で熱輸送することが可能である。然し放熱器と
して構成する場合、第6図(イ)における受熱板4、第
6図(ロ)における受熱板4−1.4−2.4−3の如
き通常の放熱器の受熱板の場合にも、第7図(イ)(ロ
)の如く高温連結細管5−4、低温連結細管5−5を介
して受熱部細管コンテナ5−1と放熱部細管コンテナ5
−3が分離されている放熱器の受熱板4、放熱板7の場
合にも、細管コンテナを整列せしめ、はんだ接着、接着
材接着等により、受熱板4、放熱板7と密に接着せしめ
る必要がある。この作業は比較的困難な時間を要する作
業である。又第6図(イ)から分かる様にループ上の一
部分に平板状の受熱板4を配設したのみでは充分な面積
の受熱平面を形成することは困難であり、第5図の如く
ループ型細管コンテナ5−1゜5−3を長円形螺旋形状
に形成しその片端に受熱板4−1.4−2.4−3を配
設して受熱平面を拡大する手段が一般に用いられる。然
しこの作業は第6図(イ)に比較して数倍の困難さと時
間を要することは図からも明らかである。この様にルー
プ型細管ヒートパイプには受放熱部の形成に困難な作業
を伴なうという問題があった。
口0発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 受熱部及び放熱部を有する放熱手段としてヒートシンク
及びループ型細管ヒートパイプは夫々には前述の如き大
きな問題点を有するが、それ等を組み合わせ、複合ヒー
トシンクとすることによりそれ等の問題点は完全に解決
され、両者の長所を活用して秀れた新規の放熱手段とす
ることが出来る。即ち第5図例示の如きヒートシンクを
複合ヒートシンクの第1構成要素とし、蛇行ループ型細
管ヒートパイプを第2の構成要素とし、第2の構成要素
の所定の部分が第1の構成要素の条溝の中に圧入され、
該条溝を形成しているフィンと所定の手段により接着一
体化されて、複合ヒートシンクとする所が本発明に係る
問題点解決の為の手段の基本構造である。
〔作 用〕
ヒートシンクの条溝及びフィンの本来の形成の目的は放
熱に在り、放熱面積の拡大と良好な熱伝達を目的とする
ものである。又ループ型細管ヒートパイプは薄肉の細管
であり一般には軟鋼、軟アルミをその材質としている。
従って条溝に圧入するに最も適した形状に整形すること
は極めて容易であり、又単管であっても条溝内壁に密着
する様圧入により変形される。従ってヒートシンクの条
溝内に圧入された細管コンテナ群又は単管は圧入により
容易にヒートシンクのフィンと密着する。
この際にはんだ又は熱伝導性接着材を併用して圧入した
場合、熱抵抗が零に近い状態に一体化せしめられ、又接
触面積は充分に拡大される。従って圧入接着後のヒート
シンクは複合ヒートシンクの理想的な受熱部として変身
させられる。同時にループ型細管ヒートパイプの残余の
部分はヒートシンク単体としての放熱特性に対し数倍又
は数10倍も良好な特性の放熱部として変身させられる
複合ヒートシンクは放熱能力が極めて大きくなるのでヒ
ートシンクは大型のものを使用する必要はなく極めて小
型のもので充分となる。ヒートシンクとループ型細管ヒ
ートパイプの組合わせの為の圧入接合は極めて容易であ
るから、ループ型細管ヒートパイプに受熱平面や放熱平
面を形成するより極めて容易で作業工程は単純化される
〔実施例〕
第1実施例 第1図は複合ヒートシンクの最も効果的な小型複合ヒー
トシンクにおける実施例を示す。受熱部を形成する第1
構成要素のヒートシンクは受熱平面1と3枚のフィン2
とフィンで形成された2本の条溝3から成っている。受
熱平面1は幅25.4m、長さ35mである。条溝3は
幅8.2閣、長さ35閣である。フィン2は厚さ3■、
高さ12mm、長さ35mであり、ヒートシンクの受熱
平面からの高さは15閣である。
第2構成要素のループ型細管ヒートパイプは受熱部細管
コンテナ5−1及び放熱部細管コンテナ5−3からなり
、細管コンテナの直径は外径1.6醜、内径1.2籠で
短径8.3m、長径40m、ターン数21の長円形螺旋
に形成されたユニットが2ユニツト使用され、夫々の両
端末は連結細管5−2により夫々に連結されてループに
構成されてある。
ループ内に封入された作動液は逆止弁6−1゜6−2の
作用により自ら矢印の方向に循環し、受熱部5−1で吸
収した熱量を放熱部5−3に移送し放熱せしめる。該ル
ープ型細管ヒートパイプは受熱部5−1においてヒート
シンクの条溝3の中に圧入され且つはんだ接着又は熱伝
導性接着材により接着されフィン2と一体化されてある
。又図示はされていないが放熱部細管コンテナは左右に
千鳥目に展開されてある。この様な複合ヒートシンクは
フィン2及び条溝3により充分に拡大された受熱面によ
り受熱平面1から受熱した熱量を吸収し、放熱部細管コ
ンテナ5−3により効率良く放熱する。放熱は対流風が
実線矢印又は破線矢印の如く流れることによりなされる
。本実施例による複合ヒートシンクは風速3m/秒、受
熱熱量50Wにて熱抵抗0.24”C/Wにて放熱せし
める能力を発揮した。これは受熱部の温度上昇が僅かに
12°Cと云うことで、この様な小型ヒートシンクとし
ては画基的な高性能である。
第2実施例 第2回路図に例示の第2実施例は第1構成要素であるヒ
ートシンクが複数個使用されてある例である。即ち第1
実施例における放熱部の一部も第2のヒートシンクに圧
入接着されてある。この場合の放熱部5−3としては図
の如く両ヒートシンクの中間部が使用される。放熱部5
−3は細管コンテナ1本おきに、図の様に展開されて千
鳥目配列になって通風を良好ならしめである。第1実施
例図においては図面節略の為図示は省略されてあるが第
1図においても実際はこの様に展開して実施する。第2
実施例は複数の受熱部工から熱量を吸収して放熱するが
、他の作用として複数の受熱部の温度を均一化せしめる
特徴がある。
第3実施例 第1及び第2実施例においては各条溝3の中に多数のル
ープ型細管コンテナが圧入接着された実施例であったが
第3実施例以降においては多数の細い条溝の各々に各1
本の細管コンテナが圧入接着される。第3実施例は受熱
部と放熱部が分離配置されて使用され両者間が作動液循
環の為の連結細管で連結されてある型の複合ヒートシン
クであって、第3図の各略図に示しである2−1は受熱
用ヒートシンクのフィン群、2−24;!放熱用ヒート
シンクのフィン群である。受放熱面1−1(又は1−2
)及び条溝3−1(又は3−2)は図面には現われてい
ない。5−1.5−3は夫々ループ型細管コンテナの受
熱部細管コンテナ群及び放熱部細管コンテナ群である。
第3図(イ)においては細管コンテナのターン毎に高温
連結細管54及び低温連結細管5−5によって受放熱部
が連結され多数の連結細管が用いられである。これに対
し第3図(ロ)においては細管コンテナ5−1及び5−
3は夫々受熱部、放熱部毎に1本の細管コンテナが多数
回のターンを繰返して受放熱部を形成している。従って
受放熱部を連結する細管は高温連結細管5−4と低温連
結細管5−5の2本だけで良いことになる。第3図(ハ
)は受熱部又は放熱部におけるヒートシンクに対する細
管コンテナ5−1(又は5−3)の圧入接着状態を示す
断面図である。夫々のヒートシンクは受熱部の受熱面1
−13条溝群3−1.フィン群2−1からなり、又は放
熱部の放熱面1−29条溝群 3−2 フィン群2−2
からなっている。細管コンテナ5−1(又は5−3)の
1本づつが夫々条溝群3−1(又は3−2)に圧入され
、同時にはんだ接着か熱伝導性接着材による接着がなさ
れてフィン群2−1 (又は2−2)と一体化されてあ
る。
本実施例は受放熱部の形成が極めて容易となる特徴があ
ると共に伝熱特性が良好となる利点がある。
本実施例は使用時には分離配設された発熱体及び熱吸収
体に夫々のヒートシンクの受熱面1−1及び放熱面1−
2を接着して実施される。第3図(イ)の例は高性能が
要求される場合に使用されるが連結細管が多数である為
装着作業が煩雑となる問題点がある。第3図(ロ)はそ
の問題点を解決するもので装着は極めて容易であるが、
循環作動液の総てが2本の連結細管に集中されて循環す
る為、管の抵抗による熱抵抗増加があり若干の性能低下
を覚悟して適用する必要がある。
第4実施例 本実施例は第4図に略図で例示しである如(、イ 第2構成要素である蛇行ループ型細管ヒートパデブは細
管コンテナ5−3の蛇行により形成されてある風冷放熱
部と、第1構成要素であるヒートシンクの条溝3−1 
(第3図(ハ)参照)に圧入されフィン2−1に接着し
一体化されてある受熱部と、受熱部と放熱部を連結する
高温連結細管5−4及び低温連結細管5−5との三部分
がループを為して一体化されてあることを特徴としてい
る。この実施例も受熱部の形成が容易であると同時にヒ
ートシンクとの一体化による高性能受熱部の助けにより
、風冷放熱にもかかわらず複合ヒートシンクの性能が大
幅に向上する。適用時の配設作業が容易な点は第3実施
例と同様である。
図における放熱部の矢印は冷却風を示す。
ハ1発明の効果 本発明はヒートシンクとループ型細管ヒートパイプが一
体化されることにより両者の利点が共に有効に作用し、
小型高性能の複合型ヒートシンクを簡易安価に製作する
ことが可能となる。又適用に際しての配設も容易である
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複合型ヒートシンクの第1実施例
の斜視図である。 第2図は同第2実施例の正面略図である。 第3図(イ)(ロ)は同第3実施例の正面略図である。 第3図(ハ)は同(イ)(ロ)の一部断面図である。 第4図は同第4実施例の正面略図である。 第5図は従来のヒートシンクの斜視図である。 第6図(イ)(ロ)はループ型細管ヒートバイブ応用放
熱器の従来例斜視図である。 第7図(イ)(ロ)はループ型細管ヒートパイプ応用の
受放熱部分離型放熱器の従来例略図である。 1・・・受熱平面、2・・・放熱フィン、3・・・条溝
、4・・・受熱板、5−1・・・受熱部細管コンテナ、
5−3・・・放熱部細管コンテナ、5−4・・・高温連
結細管、5−5・・・低温連結細管、6・・・逆止弁。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱伝導性の良好な金属板の所定の面に複数並列の
    平板状フィンと該並列フィンのフィン間隙として形成さ
    れる条溝とが配設されてあり、これらを放熱手段とする
    ヒートシンクを第1構成要素とし、多数のターン部と直
    管部群とからなる長尺の蛇行細管コンテナの両端末が相
    互に連結されてループ型細管コンテナが形成されてあり
    、該コンテナ内を作動液が所定の手段により所定の方向
    に自ら循環して、コンテナの受熱部から放熱部に向って
    熱量を運搬する様に構成された蛇行ループ型細管ヒート
    パイプを第2構成要素とし、第1及び第2の両構成要素
    が組合わせられて構成されてあり、第2構成要素の所定
    の部分が第1構成要素の条溝の中に圧入され、該条溝を
    形成しているフィンと所定の手段により接着一体化され
    てあることを特徴とする複合型ヒートシンク。
  2. (2)所定の部分が第1構成要素の条溝の中に圧入され
    、条溝を形成しているフィンと接着一体化された第2構
    成要素の残余の部分は第1構成要素であるヒートシンク
    のフィン部から突出せしめられ、通風良好な形状に展開
    整列されて、ヒートシンクのフィンの放熱を補助する放
    熱補助フィン群として形成されてあることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の複合型ヒートシンク。
  3. (3)複数の第1構成要素と単数の第2構成要素が組合
    わせられて構成されてあり、所定の部分が複数の第1構
    成要素の条溝の中に圧入され、条溝を形成しているフィ
    ンと接着一体化された第2構成要素の残余の部分は第1
    構成要素であるヒートシンクのフィン部から突出せしめ
    られ、通風良好な形状に展開整形されてヒートシンクの
    フィンの放熱を補助する放熱補助フィン群として形成さ
    れてあることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の複合型ヒートシンク。
  4. (4)複数の第1構成要素と単数の第2構成要素が組合
    わせられて構成されてあり、第1構成要素である複数の
    ヒートシンクは所定の数の受熱用(又は加熱用)ヒート
    シンクと所定の数の放熱用(又は冷却用)ヒートシンク
    の2種類からなり、所定の部分が複数の第1構成要素の
    条溝の中に圧入され、条溝を形成するフィンと接着一体
    化された第2構成要素の残余の部分は受熱用(又は加熱
    用)ヒートシンクと放熱用(又は冷却用)ヒートシンク
    の間に高温作動液と低温作動液を交換する為の高温連結
    細管及び低温連結細管として構成されてあることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の複合型ヒートシン
    ク。
  5. (5)第2構成要素である蛇行ループ型細管ヒートパイ
    プは細管コンテナの蛇行により形成されてある風冷放熱
    部と、第1構成要素の条溝に圧入され条溝を形成するフ
    ィンに接着し一体化されてある受熱部と、受熱部と放熱
    部を連結する高温連結細管及び低温連結細管との三部分
    がループを形成して一体化されてあることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の複合型ヒートシンク。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009088127A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Panasonic Corp 冷却装置
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