[go: up one dir, main page]

TW201832638A - 蒸氣室 - Google Patents

蒸氣室 Download PDF

Info

Publication number
TW201832638A
TW201832638A TW107103249A TW107103249A TW201832638A TW 201832638 A TW201832638 A TW 201832638A TW 107103249 A TW107103249 A TW 107103249A TW 107103249 A TW107103249 A TW 107103249A TW 201832638 A TW201832638 A TW 201832638A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
partition wall
tube body
working fluid
container
vapor chamber
Prior art date
Application number
TW107103249A
Other languages
English (en)
Inventor
宮武一樹
佐佐木泰海
濱川聡
稲垣義勝
川畑賢也
Original Assignee
日商古河電氣工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商古河電氣工業股份有限公司 filed Critical 日商古河電氣工業股份有限公司
Publication of TW201832638A publication Critical patent/TW201832638A/zh

Links

Classifications

    • 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
    • F28D15/0233Heat-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 the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • 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
    • 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
    • F28D15/0241Heat-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 the tubes being flexible
    • 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
    • F28D15/04Heat-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 tubes having a capillary structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H10W40/73
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/085Heat exchange elements made from metals or metal alloys from copper or copper alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/086Heat exchange elements made from metals or metal alloys from titanium or titanium alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/087Heat exchange elements made from metals or metal alloys from nickel or nickel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

提供一種蒸氣室,其降低氣相的工作流體及液相的工作流體之流動阻抗,並防止氣相的工作流體所造成的液相的工作流體的飛散,發揮良好的熱輸送特性。
一種蒸氣室,其包括形成中空之空洞部的容器、與上述容器連接並且內部空間與上述空洞部連通的管體、已被封入從上述空洞部到上述管體內部之空間的工作流體;在上述容器和上述管體的連接部設置隔壁,其為相對於上述容器及上述管體之不同物體。

Description

蒸氣室
本發明係關於蒸氣室,其藉由降低液相的工作流體和氣相的工作流體之流動阻抗,以發揮良好的熱輸送特性。
搭載於電氣/電子機器的半導體元件等的電子零件,由於伴隨著高機能化的高密度搭載等,使得其發熱量增大,近年來,其冷卻變得更為重要。可以使用蒸氣室作為電子零件的發熱體的冷卻方法。
為了有效率地將發熱體冷卻,而要求要提高蒸氣室的放熱效率。因此,提出了一種蒸氣室(專利文獻1),其具備:為平面型容器的第1室、為與該該第1室的內部連通的熱傳導性之汽缸的複數個第2室、能夠在該第1室和該第2室內部流通的工作流體。
專利文獻1中,氣相的工作流體從第2室的基部向前端部的方向流動的期間,工作流體從氣相朝向液相進行相變化,藉此,與第1室熱接觸的發熱體發出的熱從第2室向蒸氣室的外部放出。在第2室中從氣相朝向液相進行相變化的工作流體,藉由形成於第2室內面的芯部構造體,從第2室的前端部朝向基部的方向回流而送回第1室。
但是,專利文獻1中,在第2室內部中的氣相的工 作流體之流路和液相的工作流體之流路的分離不充分,因此,產生了對於工作流體的流動之阻抗,另外,液相的工作流體會因為氣相的工作流體的流動之勢而飛散,所以造成了熱輸送效率不足的問題。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1:美國專利申請公開第2016/0227672號說明書
有鑑於此,本發明之目的在於提供一種蒸氣室,其降低氣相的工作流體及液相的工作流體之流動阻抗,並防止氣相的工作流體所造成的液相的工作流體的飛散,使得液相的工作流體的回流順暢化,藉此,發揮良好的熱輸送特性。
本發明的樣態為一種蒸氣室,其包括:形成中空之空洞部的容器;與上述容器連接並且內部空間與上述空洞部連通的管體;已被封入從上述空洞部到上述管體內部之空間的工作流體;在上述容器和上述管體的連接部設置隔壁,其為相對於上述容器及上述管體之不同物體。
上述態樣中,為被冷卻體的發熱體與容器外面熱接觸,另外,在容器上安裝了管體。由於為容器的內部空間之空洞部與管體的內部空間連通,工作流體被封入從空洞部通過管體內部而形成的空間。另外,和空洞部一樣,管體的內部空 間係為藉由排氣處理而減壓後的狀態。
另外,上述態樣中,在蒸氣室的內部空間中,於容器和管體的連接部設置隔壁,其對於容器及管體為不同物體。在此,所謂的「不同物體」,係表示相對於容器和管體之另一構件。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁有可撓性。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁,具有一方的面及另一方的面,上述另一方的面之透過性小於上述一方的面的透過性。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁為複數個網格構件層疊而成的網格層疊構件。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述網格層疊構件係由相同的網格構件所形成。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述網格層疊構件係由至少2種的網格構件所形成。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁,具有一方的面和另一方的面,在上述一方的面上形成產生毛細管力的芯部構造體,上述一方的面的毛細管力大於上述另一方的面的毛細管力。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述容器,係由一方的板狀體及與該一方的板狀體對向的另一方的板狀體所形成。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁的上述另一方的面上,未形成芯部構造體。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之毛細管力的大小,為上述管體內面的毛細管力的大小以上。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面側之形狀,係對應於與該一方的面對向的上述管體之部位的內面側形狀。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之芯部構造體,與上述容器內面的底部相接。
本發明的樣態為一種蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之芯部構造體,與距離熱源較遠側的上述管體內面相接。
本發明的樣態為一種蒸氣室,在上述管體的前端部,未設置上述隔壁。
本發明的樣態為一種蒸氣室,在上述管體的前端部及中央部,未設置上述隔壁。
上述態樣中,隔壁位於管體安裝在容器的部位,亦即,僅在管體的基部設置隔壁。
依據本發明的態樣,在容器和管體的連接部,設置為相對於容器及管體是不同物體之隔壁,將液相的工作流體之流路和氣相的工作流體之流路分離。藉此,降低氣相的工作流體及液相的工作流體之流動阻抗,並且,防止氣相的工作流體所造成的液相的工作流體之飛散,使得液相的工作流體的回流順暢化,藉此,發揮良好的熱輸送特性。
依據本發明的態樣,隔壁的另一方的面之透過性小於一方的面之透過性,藉此,能夠更確實防止從空洞部向管體流動之氣相的工作流體的流動,對於從管體向空洞部回流之液相的工作流體的流動造成阻礙,另外,能夠更確實防止液相的工作流體飛散。
依據本發明的態樣,在蒸氣室的內部空間當中,在容器和管體的連接部設置隔壁,其為相對於容器及管體之不同物體的構件,具有一方的面和另一方的面,一方的面之毛細管力大於另一方的面的毛細管力,藉此,在容器和管體的連接部之內部空間當中,於隔壁的一方的面和與隔壁的一方的面對向的管體內面的部位之間,形成液相的工作流體的流路。另外,除此以外之部位,亦即,隔壁的另一方的面和不與隔壁的一方的面對向的管體內面之部位之間,或隔壁的另一方的面形成周面的部位,成為氣相的工作流體的流路。藉此,使得在容器和管體的連接部的內部空間中,液相的工作流體之流路和氣相的工作流體之流路確實分離。據此,能夠減少在容器和管體的連接部的內部空間中,氣相的工作流體及液相的工作流體的流動阻抗,另外,防止氣相的工作流體造成的液相的工作流體的飛散,使得液相的工作流體的回流順暢化,因此得以發揮良好的熱輸送特性。另外,因為使得在容器和管體的連接部的內部空間中,液相的工作流體之流路和氣相的工作流體之流路確實分離,而能夠防止液相的工作流體積存在上述連接部中。
依據本發明的態樣,在隔壁的另一方的面,未形成芯部構造體,藉此,能夠更確實地將液相的工作流體的流路 和氣相的工作流體的流路分離。
依據本發明的態樣,隔壁的一方的面之毛細管力,相同於或者大於管體內面的毛細管力,藉此,在隔壁的一方的面和與隔壁的一方的面對向的管體內面的部位之間,更確實地形成液相的工作流體之流路。據此,能夠更確實地將液相的工作流體的流路和氣相的工作流體的流路分離。
依據本發明的態樣,隔壁的一方的面之芯部構造體與容器內面的底部相接,藉此,能夠使得液相的工作流體更確實地從管體回流到容器內面的底部。據此,能夠使得液相的工作流體順暢地回流到容器的受熱部。
依據本發明的態樣,隔壁的一方的面之芯部構造體,與距離熱源較遠側的管體內面相接,藉此,能夠更確實地形成液相的工作流體之流路。
依據本發明的態樣,在管體的前端部及中央部未設置隔壁,藉此,能夠確實分離液相的工作流體之流路和氣相的工作流體之流路的同時,防止工作流體的凝縮效率的降低。
1、2、3、4‧‧‧蒸氣室
10‧‧‧容器
11‧‧‧一方的板狀體
12‧‧‧另一方的板狀體
20‧‧‧管體
30、50‧‧‧隔壁
31‧‧‧一方的面
32‧‧‧另一方的面
33‧‧‧第1芯部構造體
53‧‧‧具有可撓性的構件
【圖1】(a)圖為本發明的第1實施形態例之蒸氣室的部分側面剖面圖、(b)圖為本發明的第1實施形態例之蒸氣室內部的說明圖。
【圖2】(a)圖為本發明的第2實施形態例之蒸氣室的部分側面剖面圖、(b)圖為本發明的第2實施形態例之蒸氣室內部的說明圖。
【圖3】(a)圖為本發明的第3實施形態例之蒸氣室的部分側面剖面圖、(b)圖為本發明的第3實施形態例之蒸氣室內部的說明圖。
【圖4】本發明的第4實施形態例之蒸氣室內部的部分說明圖。
【圖5】本發明的蒸氣室之使用方法例的說明圖。
以下,一邊使用圖式,一邊說明本發明的第1實施形態例之蒸氣室。如圖1(a)、(b)所示,本發明的第1實施形態例之蒸氣室1包括:對向的2枚板狀體,亦即,一方的板狀體11和與一方的板狀體11對向的另一方的板狀體12重疊以形成空洞部13的容器10、與另一方的板狀體12連接並且內部空間與空洞部13連通的管體20、以及被封入從空洞部13到管體20內部之空間的工作流體。為被冷卻體的發熱體(未圖示)與一方的板狀體11的底面外側熱接觸。
一方的板狀體11為平板狀,另外,另一方的板狀體12亦為平板狀。據此,容器10的形狀為平面型。在一方的板狀體11,其中央部形成凹部。一方的板狀體11的凹部形成容器10的空洞部13。容器10的形狀並不特別限定,但在蒸氣室1中,其平面視(從相對於蒸氣室1的平面部鉛直方向的視覺辨認)為矩形狀。空洞部13藉由排氣處理而被減壓了。
在與空洞部13對應的另一方的板狀體12的部位,設置管體20。管體20的形狀並不特別限定,但在蒸氣室1中,長邊方向的形狀為直線狀,相對於長邊方向直交方向的形狀為 圓形。管體20,係相對於另一方的板狀體12的表面鉛直立設。
管體20的空洞部13側端部(以下亦稱之為「基部」)為開口,與空洞部13相反的端部(以下亦稱之為「前端部」)為閉塞。另外,空洞部13和管體20的內部空間是連通的,管體20的內部空間和空洞部13一樣,藉由排氣處理而被減壓了。
如圖1(a)、(b)所示,在另一方的板狀體12上,形成了用以將管體20安裝在容器10上的貫通孔14。貫通孔14的形狀和尺寸,係與管體20的形狀和尺寸對應,管體20的基部嵌插入另一方的板狀體12的貫通孔14中,藉此將管體20與另一方的板狀體12連接。據此,管體20和容器10係由不同的構件構成。將已安裝於容器10的管體20固定在另一方的板狀體12的方法並不特別限定,其可以為例如、熔接、軟焊、硬焊等。
由於管體20和容器10係由不同的構件構成,所以能夠自由選擇管體20的配置或形狀、尺寸等,提高蒸氣室1的設計自由度。另外,蒸氣室1中,能夠藉由將管體20嵌插在另一方的板狀體12的貫通孔14中,而將管體20安裝在容器10上,因此組裝容易。
另外,如圖1(a)、(b)所示,管體20的空洞部13側端部未與一方的板狀體11相接。據此,工作流體能夠在容器10的空洞部13和管體20的內部空間之間流通。
如圖1(a)、(b)所示,在容器10和管體20的連接部,亦即,容器10的空洞部13和管體20的內部空間的邊界部22及邊界部22的附近,配置了與容器10為不同物體,且與管體20亦為不同物體的隔壁30。據此,隔壁30對於容器10、對於管體20, 都是不同構件(在蒸氣室1中,對於容器10、對於管體20,都是既未一體成形亦未被一體化的可裝卸之不同構件)。隔壁30為例如板金、箔等的表面平滑的板狀構件(蒸氣室1中,為平板狀的板狀構件),具有相當於板狀構件的表面之一方的面31以及相當於板狀構件的背面的另一方的面32。
隔壁30,延伸於對於管體20的長邊方向略平行方向。再者,蒸氣室1中的態樣為,在容器10和管體20的連接部,亦即,管體20的內部空間當中的管體20的基部配置了隔壁30,但隔壁30未延伸到管體20的前端部及中央部(前端部和基部之間的部位)。
在隔壁30的一方的面31上,設置了產生毛細管力的第1芯部構造體33。另一方面,隔壁30的另一方的面32上,未設置芯部構造體。據此,成為如後的態樣,隔壁30的2個面當中,一方的面31的毛細管力大於另一方的面32的毛細管力。第1芯部構造體33並不特別限定,但其可以為例如:銅粉等的金屬粉之燒結體、銅等的金屬線構成的金屬網格、細溝、不織布、銅等的金屬編組體、玻璃纖維、銅等的金屬纖維等。再者,蒸氣室1中,使用金屬粉的燒結體做為第1芯部構造體33。
另外,蒸氣室1中,隔壁30為表面平滑的板狀構件,因此板狀構件露出於另一方的面32。因此,成為如後的態樣,隔壁30的另一方的面32的透過性小於設置在一方的面31的第1芯部構造體33的透過性。再者,所謂的「透過性」係表示,對於氣相的工作流體及液相的工作流體之透過度的程度。
另一方面,在管體20的內面,設置了與第1芯部構 造體33不同的產生毛細管力的第2芯部構造體21。蒸氣室1中,第2芯部構造體21形成為覆蓋管體20的內面全體。隔壁30的第1芯部構造體33的毛細管力之大小,大於或等於管體20內面的第2芯部構造體21的毛細管力。第2芯部構造體21並不特別限定,其可以為例如銅粉等的金屬粉的燒結體、金屬線構成的金屬網格、細溝、不織布等。再者,蒸氣室1中,使用細溝作為第2芯部構造體21,其為沿著管體20的長邊方向形成的細溝。
另外,蒸氣室1中,隔壁30配置為,使得一方的面31和與一方的面31對向的管體20內面的部位之間的尺寸,小於另一方的面32和與另一方的面32對向的管體20內面的部位之間的尺寸。亦即,隔壁30設置為,一方的面31配置在較管體20的周方向的中心軸更靠管體20的內面方向。再者,蒸氣室1中,設置在一方的面31上的第1芯部構造體33的至少一部分區域,與管體20的第2芯部構造體21相接。蒸氣室1中,第1芯部構造體33當中,與管體20的第2芯部構造體21對向的區域,與管體20的第2芯部構造體21相接。據此,在第2芯部構造體21和與第2芯部構造體21對向的第1芯部構造體33之間,不形成縫隙部。
另外,隔壁30配置為,在管體20的內部空間當中,遠離為熱源的發熱體。據此,發熱體與容器10的中央部熱接觸的情況下,如圖1(a)、(b)所示,在管體20的內部空間當中,隔壁30配置在容器10的周緣部側。
第1芯部構造體33設置為覆蓋一方的面31。設置在一方的面31上的第1芯部構造體33,與一方的板狀體11的內面相接。亦即,第1芯部構造體33,在構成空洞部13的容器10內 面當中,與其底部相接。
如圖1(a)所示,在隔壁30的一方的板狀體11側的端部,具有定位構件34。隔壁30藉由定位構件34固定在管體20內部的特定部位。定位構件34並不特別限定,其可以為例如彈簧板、螺固件、嵌合構件(嵌合裝置)等。蒸氣室1中,使用具有與隔壁30為一體的基座35以及設置在基座35上的彈簧板36之定位構件34。在構成空洞部13的容器10內面當中,將基座35載置在底部(亦即,一方的板狀體11的內面)上,使得從一方的板狀體11向另一方的板狀體12方向推壓的彈簧板36抵接於另一方的板狀體12的內面,藉此,使隔壁30固定在特定部位。再者,圖1(a)中,第1芯部構造體33從隔壁30延伸到基座35為止。
容器10及管體20的材料可以為例如:銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、不鏽鋼、鈦等。另外,隔壁30的材料可以為例如:銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、不鏽鋼、鈦等,亦可為與容器10及/或管體20相同的材料。封入空洞部13及管體20的內部空間之工作流體,可以因應其與隔壁30、容器10及管體20之材料的適合性而適當選擇,其可以為例如:水、氯氟碳化合物類、環戊烷、乙二醇、及其混合物等。
容器10的厚度並不特別限定,其可以為例如1.0~5.0mm,一方的板狀體11和另一方的板狀體12的厚度並不特別限定,其可以為例如:一方的板狀體11為0.9~4.7mm、另一方的板狀體12為0.1~0.3mm。另外,空洞部13的厚度並不特別限定,其可以為例如0.4~4.8mm。隔壁30的厚度並不特別限定,其可以為例如0.1~0.3mm。
繼之,使用圖1(a)、(b),說明蒸氣室1熱輸送系統。為被冷卻體的發熱體與容器10的背面(一方的板狀體11的外面)熱接觸。當一方的板狀體11從發熱體受熱時,熱從一方的板狀體11向空洞部13的液相的工作流體L傳導,在空洞部13中,液相的工作流體L向氣相的工作流體G進行相變化。由於容器10的空洞部13和與容器10連接的管體20之內部空間連通,因此,從液相的工作流體L相變化而來的氣相的工作流體G,從空洞部13向管體20的內部空間流入。向管體20的內部空間流入的氣相的工作流體G,在管體20內部放出潛熱,向液相的工作流體L進行相變化。在管體20內部從氣相相變化為液相的工作流體,藉由管體20內面的第2芯部構造體21,從管體20的中央部及前端部,向管體20的基部(亦即,管體20當中,容器10的空洞部13和管體20的內部空間的邊界部22及其附近)回流。
設置於管體20的基部之隔壁30,具有一方的面31和另一方的面32,設有第1芯部構造體33的一方的面31有毛細管力,未設置芯部構造體的另一方的面32沒有毛細管力。因此,藉由一方的面31側和另一方的面32側的毛細管力之差,在容器10和管體20的連接部之內部空間當中,於隔壁30的一方的面31和與隔壁30的一方的面31對向的管體20內面的部位之間,形成液相的工作流體L(亦即,藉由管體20內面的第2芯部構造體21而從管體20的中央部及前端部向基部回流的液相的工作流體L、以及在管體20的基部凝結的液相的工作流體L)的流路。另外,具有第1芯部構造體33的隔壁30延伸到空洞部13的底部,亦即,一方的板狀體11的內面為止,因此,液相的工 作流體L,透過具有第1芯部構造體33的隔壁30,從管體20的基部回流到空洞部13的底部為止。
另一方面,在容器10和管體20的連接部之內部空間當中,隔壁30的另一方的面32和未與隔壁30的一方的面31對向的管體20內面的部位之間,成為從空洞部13向管體20的內部空間流入的氣相的工作流體G的流路。據此,蒸氣室1中,在管體20基部的內部空間中,從管體20向空洞部13方向回流之液相的工作流體L的流路、和從空洞部13向管體20方向流動的氣相的工作流體G的流路確實被分離了。
另外,未設置芯部構造體的另一方的面32的透過性,小於設置於一方的面31的第1芯部構造體33的透過性。因此,隔壁30,基於一方的面31側和另一方的面32側的透過性之差,也能夠將從管體20向空洞部13方向回流之液相的工作流體L的流動、以及從空洞部13向管體20方向流動的氣相的工作流體G的流動確實地分離,能夠確實防止因為氣相的工作流體G,而使得液相的工作流體L飛散的情況。
在空洞部13的內部,設置了和第1芯部構造體33及第2芯部構造體21不同的第3芯部構造體15,因此,從管體20的基部回流到空洞部13的底部的液相的工作流體L,透過第3芯部構造體15,回流到空洞部13中與發熱體熱接觸的區域。
第3芯部構造體15可以為例如金屬粉的燒結體等。再者,基於液相的工作流體L順暢地從管體20向容器10的受熱部回流的觀點而言,各芯部構造體的毛細管力的大小依序為第3芯部構造體15、第1芯部構造體33、第2芯部構造體21較 佳。
第1實施形態例之蒸氣室1中,藉由隔壁30,從管體20向空洞部13方向回流的液相的工作流體L的流路、和從空洞部13向管體20方向流動的氣相的工作流體G的流路確實地被分離了,因此,能夠減少在容器10和管體20的連接部的內部空間中,氣相的工作流體G及液相的工作流體L的流動阻抗,另外,能夠防止氣相的工作流體G造成的液相的工作流體L的飛散,使得液相的工作流體L的回流順暢化。因此,蒸氣室1終能夠發揮良好的熱輸送特性。另外,容器10和管體20的連接部的內部空間中,液相的工作流體L的流路和氣相的工作流體G的流路確實地被分離,所以夠防止液相的工作流體L積存在上述連接部中。
另外,第1實施形態例之蒸氣室1中,隔壁30的第1芯部構造體33之毛細管力等於或大於管體20的第2芯部構造體21之毛細管力,因此,在隔壁30的一方的面31和管體20內面之間,更確實地形成液相的工作流體L的流路。據此,能夠更確實地將液相的工作流體L的流路和氣相的工作流體G的流路分離。再者,藉由隔壁30的第1芯部構造體33之毛細管力大於管體20的第2芯部構造體21之毛細管力,更能夠促進液相的工作流體L的流路和氣相的工作流體G的流路的分離。
另外,在第1實施形態例的蒸氣室1中,隔壁30的第1芯部構造體33,相接於與發熱體熱接觸的空洞部13的底部,因此,能夠確實地使液相的工作流體L回流到容器10內面之與發熱體熱接觸的區域。
而且,第1實施形態例之蒸氣室1中,在管體20的前端部及中央部未設置隔壁33,因此,能夠在管體20的基部將液相的工作流體L的流路和氣相的工作流體G的流路確實分離,同時在管體20(管體20的前端部及中央部)中得到良好的工作流體的凝縮效率。
另外,第1實施形態例之蒸氣室1中,隔壁30不是塊狀而是板狀構件,因此,能夠充分確保氣相的工作流體G的流路,結果能夠使得氣相的工作流體G的流動順暢化。
繼之,一邊使用圖式,一邊說明本發明的第2實施形態例之蒸氣室。再者,關於與第1實施形態例之蒸氣室相同的構成要素,則使用相同符號說明。
隔壁30的第1芯部構造體33與管體20的第2芯部構造體21相接的第1實施形態例之蒸氣室中,隔壁30為平板狀的板狀構件,亦即,隔壁30的一方的面31側之形狀為未對應於與一方的面31對向的管體20的部位的內面側形狀的構件,但如圖2(a)、(b)所示,第2實施形態例之蒸氣室2中為如下之態樣以取代上述構件,隔壁30的一方的面31側的形狀對應於與一方的面31對向的管體20之部位的內面側形狀。
亦即,蒸氣室2中,對於管體20的長邊方向直交方向的內面側形狀為,具有特定的曲率半徑的圓形,對應於此,隔壁30的一方的面31側於平面視中的形狀為,具有與上述特定的曲率半徑相同的曲率半徑之圓弧狀。
蒸氣室2的隔壁30可以為例如:將設有第1芯部構造體33的外面具有與上述特定的曲率半徑相同的曲率半徑的 的管狀構件,沿著長邊方向切斷的構件。
蒸氣室2中,隔壁30的第1芯部構造體33當中,與管體20的第2芯部構造體21對向之區域的全體,能夠與第2芯部構造體21相接,因此,能夠更確實地使液相的工作流體L的流路從氣相的工作流體G的流路分離,同時充分確保液相的工作流體L的流路。
再者,蒸氣室2中,隔壁30的固定方法可以為例如:將隔壁30的端部嵌合於形成在空洞部13的底部的溝部(未圖示)之態樣。
繼之,一邊使用圖式,一邊說明本發明的第3實施形態例之蒸氣室。再者,關於與第1~第2實施形態例之蒸氣室相同的構成要素,則使用相同符號說明。
第2實施形態例之蒸氣室中,使用將設有第1芯部構造體33的外面具有與上述特定的曲率半徑相同的曲率半徑的管狀構件沿著長邊方向切斷的構件,以作為隔壁30,但如圖3(a)、(b)所示,在第3實施形態例之蒸氣室3中,亦可以直接使用設有第1芯部構造體33的外面具有與上述特定的曲率半徑相同的曲率半徑的管狀構件,以作為隔壁30。亦即,亦可使用不將設有第1芯部構造體33的外面具有與上述特定的曲率半徑相同的曲率半徑的管狀構件沿著長邊方向切斷的構件,以作為隔壁30。
蒸氣室3中,為隔壁30的管狀構件的內面,成為另一方的面32。據此,管狀構件的內部空間,成為氣相的工作流體G的流路。因此,為了使得氣相的工作流體G從空洞部13流 入管體20的內部空間,在管狀構件上設置用以將空洞部13和管體20的內部空間連通的開口部37。另外,蒸氣室3中亦為,隔壁30的第1芯部構造體33當中,與管體20的第2芯部構造體21對向之區域全體,與第2芯部構造體21相接。
蒸氣室3中,管體20基部的周方向之內面全體成為液相的工作流體L的流路,因此,更確實地將液相的工作流體L的流路從氣相的工作流體G的流路分離,同時能夠更充分確保液相的工作流體L的流路。
再者,蒸氣室3中,隔壁30的固定方法可以為例如:將隔壁30插入並嵌於管體20的內面的態樣。
繼之,一邊使用圖式,一邊說明本發明的第4實施形態例之蒸氣室。再者,關於與第1~第3實施形態例之蒸氣室相同的構成要素,則使用相同符號說明。
第1實施形態例之蒸氣室中,在為板金、箔等的板狀構件之隔壁30上設有第1芯部構造體33,設於一方的面31上的第1芯部構造體33與管體20的第2芯部構造體21相接。取代上述,如圖4所示,第4實施形態例之蒸氣室4中,係為由具有可撓性的構件53複數層疊而成的隔壁50,一方的面31與管體20的第2芯部構造體21藉由壓接等方式而相接。而且,延伸到一方的面31的空洞部13之底部的部分,因為構件53有可撓性,能夠在適應的狀態下與第3芯部構造體15接觸。據此,隔壁50對於第3芯部構造體15具有良好的接觸性,因此,液相的工作流體L能夠順暢地從管體20的基部向容器10的受熱部回流。蒸氣室4中,藉由具有可撓性的隔壁50,使得從管體20向空洞部13方向 回流的液相的工作流體L的流路、和從空洞部13向管體20方向流動的氣相的工作流體G的流路分離。
另外,隔壁50為後述樣態,具有一方的面31和另一方的面32,另一方的面32之透過性小於一方的面31的透過性。藉由另一方的面32之透過性小於一方的面31的透過性,能夠防止因為從空洞部13向管體20方向流動的氣相的工作流體G的流動,妨礙到從管體20向空洞部13方向回流的液相的工作流體L的流動,另外,能夠防止液相的工作流體L飛散。
另外,蒸氣室4中,由於隔壁50較容器10更具可撓性,將隔壁50設置在空洞部13和管體20的內部空間之邊界部22時,即使沒有賦予隔壁50高精度的尺寸,藉由賦予其管體20的基部和一方的板狀體11的內面之間的尺寸以上的特定尺寸,能夠使得隔壁50確實抵接於空洞部13的底部,亦即,一方的板狀體11的內面。據此,蒸氣室4中,能夠使得液相的工作流體L確實地從管體20回流到一方的板狀體11的內面。
隔壁50可以為例如:複數(蒸氣室4中有4枚)的網格構件層疊而成的網格層疊構件。亦即,具有可撓性的構件53可以為網格構件。另外,網格構件可以為例如:銅等的金屬網格構件,網格層疊構件可以為金屬網格層疊構件。金屬網格層疊構件,具有可撓性和彈性,金屬網格層疊構件藉由其本身的彈性而跨越固定於管體20和一方的板狀體11的內面。據此,無須設置定位構件,能夠減少零件個數。
再者,蒸氣室4中,因應需要,使得隔壁50的一方的面31與管體20的第2芯部構造體21接合亦可,不接合亦可。
上述金屬網格層疊構件,使相同的金屬網格構件層疊亦可、使2種以上的金屬網格構件層疊亦可。使相同的金屬網格構件層疊的情況下,例如,藉由調整層疊的金屬網格之網眼的位置,能夠使得另一方的面32的透過性小於一方的面31的透過性。另外,使2種以上的金屬網格構件層疊的態樣可以為,例如:使用空隙率相異的金屬網格構件。具體言之,為後述樣態:構成另一方的面32的金屬網格構件的空隙率小於構成一方的面31的金屬網格構件的空隙率。藉由該態樣,能夠使得另一方的面32的透過性確實小於一方的面31的透過性。
為金屬網格層疊構件的隔壁50,分別對一方的面31及另一方的面32賦予毛細管力。金屬網格層疊構件的製造方法不特別限定,例如,能夠將層疊的金屬網格構件壓縮接合以製造之。
再者,隔壁50,除了金屬網格層疊構件之外,還可以用合成纖維等的其他的網格層疊構件。另外,隔壁50,可以用將複數個銅等的金屬編組體層疊而成的構件、將複數層的不織布層疊而成的構件,來取代網格層疊構件。另外,隔壁50可以為,在銅箔等的箔的一方的面上,設置銅粉等的金屬粉之燒結體、銅等的金屬網格、銅等的金屬編組體、不織布、玻璃纖維、銅等的金屬纖維。上述各態樣中亦可以為,隔壁50較容器10更具有可撓性的同時,另一方的面32的透過性小於一方的面31的透過性之態樣。
繼之,一邊使用圖式,一邊說明本發明的蒸氣室之使用方法例。在此,係以第1實施形態例之蒸氣室1為例進行 說明。
如圖5所示,例如可為後述態樣,使得發熱體(未圖示)與容器10的一方的板狀體11外面,亦即,容器10的背面熱接觸,在安裝於容器10的另一方的板狀體12的複數管體20上安裝熱交換裝置(圖5中為複數個散熱片100)。亦即,提出使熱交換裝置連接於蒸氣室1的管體20的使用方法。例如,提出在散熱片100設置對應於管體20的尺寸.形狀及位置的孔部,並將管體嵌插於該孔部的方法,以作為散熱片100安裝到蒸氣室1的方法。從容器10向管體20輸送的發熱體發出的熱,透過散熱片100,向蒸氣室1的外部環境放出。
繼之,針對本發明的蒸氣室的其他實施形態例說明。上述第1~第3實施形態例的蒸氣室中,在隔壁的另一方的面上未設置芯部構造體,但也可以不如此,若為毛細管力小於一方的面的第1芯部構造體的芯部構造體,亦可因應需要,在另一方的面上也設置芯部構造體。
另外,上述各實施形態例的蒸氣室中,隔壁未延伸到管體的前端部及中央部,但也可以不如此,亦可因應蒸氣室的使用條件等,使得隔壁延伸到管體的前端部或中央部。
另外,上述各實施形態例的蒸氣室中,管體的長邊方向的形狀為直線狀,但也可以不如此,亦可為L字狀等的具有彎曲部的形狀。另外,上述各實施形態例的蒸氣室中,對管體的長邊方向直交方向的形狀為圓形,但也可以為扁平形狀、楕圓形等。而且,上述各實施形態例的蒸氣室中,容器的平面視的形狀為矩形狀,但可以因應使用條件等而適當變更, 例如亦可為圓形狀等。
另外,上述各實施形態例的蒸氣室中,容器為平面型,但也可以不如此,亦可使用管狀的容器,對上述管狀的容器之長邊方向直交方向的形狀不特別限定,例如,可以為圓形、楕圓形、多角形、圓角長方形等。另外,上述管狀的容器亦可為扁平加工後的扁平型容器。
【產業上的利用可能性】
本發明的蒸氣室,降低液相的工作流體的流動阻抗,防止氣相的工作流體造成的液相的工作流體的飛散,使得液相的工作流體的回流順暢化,藉此,發揮良好的熱輸送特性,因此可以利用於廣泛的領域中,例如,可利用作為搭載於車輛或個人電腦等的電子機器的發熱體之冷卻用。

Claims (15)

  1. 一種蒸氣室,其包括:形成中空之空洞部的容器;與上述容器連接並且內部空間與上述空洞部連通的管體;已被封入從上述空洞部到上述管體內部之空間的工作流體;在上述容器和上述管體的連接部設置隔壁,其為相對於上述容器及上述管體之不同物體。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的蒸氣室,上述隔壁有可撓性。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的蒸氣室,上述隔壁,具有一方的面及另一方的面,上述另一方的面之透過性小於上述一方的面的透過性。
  4. 如申請專利範圍第1到3項中任一項所記載的蒸氣室,上述隔壁為複數個網格構件層疊而成的網格層疊構件。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載的蒸氣室,上述網格層疊構件係由相同的網格構件所形成。
  6. 如申請專利範圍第4項所記載的蒸氣室,上述網格層疊構件係由至少2種的網格構件所形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載的蒸氣室,上述隔壁,具有一方的面和另一方的面,在上述一方的面上形成產生毛細管力的芯部構造體,上述一方的面的毛細管力大於上述另一方的面的毛細管力。
  8. 如申請專利範圍第1到7項中任一項所記載的蒸氣室,上 述容器,係由一方的板狀體及與該一方的板狀體對向的另一方的板狀體所形成。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所記載的蒸氣室,在上述隔壁的上述另一方的面,未形成芯部構造體。
  10. 如申請專利範圍第7到9項中的任一項所記載的蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之毛細管力的大小,為上述管體內面的毛細管力的大小以上。
  11. 如申請專利範圍第7到10項中的任一項所記載的蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面側之形狀,係對應於與該一方的面對向的上述管體之部位的內面側形狀。
  12. 如申請專利範圍第7到11項中的任一項所記載的蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之芯部構造體,與上述容器內面的底部相接。
  13. 如申請專利範圍第7到12項中的任一項所記載的蒸氣室,上述隔壁的上述一方的面之芯部構造體,與距離熱源較遠側的上述管體內面相接。
  14. 如申請專利範圍第1到13項中的任一項所記載的蒸氣室,在上述管體的前端部,未設置上述隔壁。
  15. 如申請專利範圍第1到14項中的任一項所記載的蒸氣室,在上述管體的前端部及中央部,未設置上述隔壁。
TW107103249A 2017-01-30 2018-01-30 蒸氣室 TW201832638A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017014746 2017-01-30
JP2017-014746 2017-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201832638A true TW201832638A (zh) 2018-09-01

Family

ID=62978567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107103249A TW201832638A (zh) 2017-01-30 2018-01-30 蒸氣室

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2018139656A1 (zh)
TW (1) TW201832638A (zh)
WO (1) WO2018139656A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100561106C (zh) * 2006-02-18 2009-11-18 富准精密工业(深圳)有限公司 热管
US20110220328A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Kunshan Jue-Chung Electronics Co., Ltd. Flexible heat pipe and manufacturing method thereof
US20120227934A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-13 Kunshan Jue-Chung Electronics Co. Heat pipe having a composite wick structure and method for making the same
CN102435084A (zh) * 2011-11-30 2012-05-02 苏州聚力电机有限公司 一种可控制毛细组织烧结位置的热管构造及其制法
TWM533401U (en) * 2016-06-21 2016-12-01 Tai Sol Electronics Co Ltd Heat dissipation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018139656A1 (ja) 2018-08-02
JPWO2018139656A1 (ja) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI711798B (zh) 蒸氣腔室以及散熱裝置
JP6623296B2 (ja) ベーパーチャンバ
US10973151B2 (en) Vapor chamber
US11346617B2 (en) Wick structure and heat pipe accommodating wick structure
TWI722736B (zh) 散熱裝置
US10677535B1 (en) Heat sink
US11246239B2 (en) Heatsink
US11747089B2 (en) Three-dimensional heat exchanger
JPWO2020026908A1 (ja) ベーパーチャンバー
TWI633269B (zh) Heat pipe
CN212876432U (zh) 散热器
US10996001B2 (en) Heatsink
US20230408205A1 (en) Vapor chamber
TW202027242A (zh) 散熱裝置
TWI832194B (zh) 蒸氣室
WO2018030478A1 (ja) ベーパーチャンバ
JP2021076355A (ja) ベーパーチャンバ
TW201832638A (zh) 蒸氣室
WO2023238626A1 (ja) 熱拡散デバイス及び電子機器
CN222263416U (zh) 散热器
TW202329802A (zh) 熱擴散器件及電子機器