扁平型导热管的制作方法

文档序号:12443725阅读:426来源:国知局
扁平型导热管的制作方法与工艺

本实用新型涉及通过密封在扁平型容器内部的工作液体的蒸发产生的吸热以及冷凝产生的放热来传递热的扁平型导热管。



背景技术:

搭载于电气、电子器械的半导体元件等电子部件,由于伴随着高性能化的高密度搭载等,其发热量增加,所以,近年来,其冷却变得更为重要。作为电子部件的冷却方法,有时使用扁平型导热管。

但是,扁平型导热管与管状的导热管相比,存在如下问题:内部的流路面积减少,进一步导致在扁平型导热管的蒸发部,工作液体与其气化的蒸汽进行交换的吸液芯与蒸汽流路之间的边界面积减小,从而热传递量降低。

另外,还存在如下问题:在扁平型导热管的冷凝部,也是由于吸液芯与蒸汽流路之间的边界面积减小,从而冷凝的工作液体不能被充分摄入吸液芯,导致工作液体在冷凝部发生液体滞留,尤其在冷凝部的角部发生液体滞留,从而使得扁平型导热管的热传递量降低。

此处,作为现有的扁平型导热管,已知有如下利用吸液芯的圆弧形状使吸液芯外部具有毛细管力的扁平型导热管:具有与通过挤压变形所形成的容器相对应而变形的、椭圆形状的吸液芯材料的扁平型导热管(专利文献1);具有由半椭圆柱状烧结金属形成的吸液芯结构体的扁平型导热管(专利文献2)等。

但是,在专利文献1、2的扁平型导热管中,未能充分降低在冷凝部所发生的工作液体的液体滞留,另外,在为了消除工作液体的液体滞留而搭载更多的吸液芯结构体的情况下,蒸汽流路相应变窄,所以,工作液体气化后的蒸汽从扁平型导热管的蒸发部流向冷凝部时,蒸汽流的压力损失增加,仍然存在热传递量降低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2004-198096号公报

专利文献2日本特开2009-180437号公报



技术实现要素:

实用新型所要解决的课题

鉴于上述问题,本实用新型的目的在于提供一种扁平型导热管,其降低工作液体气化后的蒸汽流的压力损失,并且能够防止在冷凝部发生工作液体的液体滞留。

解决课题的手段

本实用新型的实施方式的扁平型导热管,具有:密封的扁平型容器;工作液体,被密封在所述扁平型容器的内部;中央部吸液芯结构体,设置在所述扁平型容器的内部;以及蒸汽流路,设置在所述中央部吸液芯结构体的两侧,以使所述工作液体的气化物沿所述扁平型容器的长度方向流动,其中,连接所述中央部吸液芯结构体在所述扁平型容器的一方平坦部上的端部与所述中央部吸液芯结构体在所述扁平型容器的与所述一方平坦部相对的另一方平坦部上的端部,形成中央部直线,由所述中央部直线与在所述蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的锐角部,以及由所述中央部直线与在所述蒸汽流路露出的另一方平坦部所形成的锐角部为10°以上且小于90°的角度,在垂直于所述扁平型容器的长度方向的横截面中,吸液芯结构体在所述扁平型容器的内部空间中的面积占有率为40~80%。

吸液芯结构体在平坦部上的端部,相当于吸液芯结构体与扁平型容器的平坦部内壁相接触的部位之中的、垂直于扁平型容器的长度方向的前端部。

本实用新型的实施方式的扁平型导热管,在相对于上述扁平型容器的长度方向垂直的方向上的两侧端部或一侧端部,还设有端部吸液芯结构体。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,连接所述端部吸液芯结构体在所述一方平坦部上的端部与所述端部吸液芯结构体在所述另一方平坦部上的端部,形成端部直线,所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的锐角部,以及所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的锐角部为10°以上且小于90°的角度。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述吸液芯结构体由粉末状 金属材料烧结形成。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述端部吸液芯结构体为金属绞线、金属丝网或编织线。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,由所述中央部直线与在所述蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的锐角部,以及由所述中央部直线与在所述蒸汽流路露出的另一方平坦部所形成的锐角部为20°~60°的角度。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的锐角部,以及所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的锐角部为30°~60°的角度。

本实用新型的实施方式的扁平型导热管,具有:密封的扁平型容器;工作液体,被密封在所述扁平型容器内部;设置在所述扁平型容器的内部的中央部吸液芯结构体以及端部吸液芯结构体;以及蒸汽流路,设置在所述中央部吸液芯结构体与所述端部吸液芯结构体之间,以使所述工作液体的气化物沿所述扁平型容器的长度方向流动,其中,连接所述端部吸液芯结构体在所述一方平坦部上的端部与所述端部吸液芯结构体在所述另一方平坦部上的端部,形成端部直线,所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的锐角部,以及所述端部直线与在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的锐角部为10°以上且小于90°的角度,在垂直于所述扁平型容器的长度方向的横截面中,吸液芯结构体在所述扁平型容器的内部空间中的面积占有率为40~80%。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述中央部吸液芯结构体在垂直于所述扁平型容器的长度方向上的横截面形状为矩形、半圆形或椭圆状。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述吸液芯结构体由粉末状金属材料烧结形成。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,所述中央部吸液芯结构体为金属绞线、金属丝网或编织线。

在本实用新型的实施方式的扁平型导热管中,相对于所述中央部吸液芯结构体,所述端部吸液芯结构体的所述工作液体的流动阻抗较小。

本实用新型的实施方式的扁平型导热管,在所述扁平型容器的内壁面形成有具有毛细管力的沟槽。

本实用新型的实施方式的导热管,在密封容器的长度方向上的一部分上具 有上述扁平型导热管的结构。

实用新型的効果

根据本实用新型的实施方式,由在蒸汽流路中露出的一方平坦部与中央部直线所形成的锐角部及由在蒸汽流路中露出的另一方平坦部与中央部直线所形成的锐角部为10°以上且小于90°的角度,由此,从垂直于扁平型容器的长度方向的两端部至吸液芯结构体的端部的距离缩短,从而冷凝的工作液体能够顺利地摄入吸液芯结构体,从而能够防止在冷凝部发生工作液体的液体滞留。另外,根据本实用新型的实施方式,吸液芯结构体在垂直于扁平型容器的长度方向上的横截面中的面积占有率为40~80%,由此,能够防止液体滞留的发生,同时还能够降低工作液体气化后的蒸汽流的压力损失。

如上所述,在防止液体滞留的发生的同时,还降低了工作液体气化后的蒸汽流的压力损失,因此提高了扁平型导热管的热传递量。

根据本实用新型的实施方式,在相对扁平型容器的长度方向的垂直方向上的两端或一端,进一步设有端部吸液芯结构体,由此,能够更顺利地将冷凝的工作液体摄入吸液芯结构体,从而能够进一步可靠地防止在冷凝部发生工作液体的液体滞留。

根据本实用新型的实施方式,由端部直线与在蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的锐角部及由端部直线与在蒸汽流路中露出的另一方平坦部所形成的锐角部为10°以上且小于90°的角度,由此在不增加端部吸液芯结构体的面积占有率的情况下,可以进一步缩短中央部吸液芯结构体的端部与端部吸液芯结构体的端部之间的距离,因此,能够在降低蒸汽流的压力损失的同时,可靠地防止工作液体的液体滞留。

附图说明

图1为根据本实用新型第1实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图2为根据本实用新型第2实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图3为根据本实用新型第3实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图4为根据本实用新型第4实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图5为根据本实用新型第5实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图6为根据本实用新型第6实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图7为根据本实用新型第7实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图8为根据本实用新型第1实施方式的扁平型导热管的制造方法的说明图。

图9中,(a)、(b)均为根据本实用新型的其他实施方式的扁平型导热管的侧面横截面图。

图10为根据本实用新型实施方式的扁平型导热管的其他制造方法的说明图。

图11中,(a)为导热管的一部分为扁平型的实施方式的说明图,(b)为上述实施方式的A-A’横截面图,(c)为上述实施方式的B-B’横截面图。

图12为显示导热管的一部分为扁平型的实施方式的使用例的说明图。

图13为显示本实用新型的实施方式1的结果的图表。

图14为显示本实用新型的实施方式2的结果的图表。

图15为显示本实用新型的实施方式3的参数与结果的图表。

附图标记说明

1、10、20、30、40,50,60 扁平型导热管

2 扁平型容器

3、23、43、63 中央部吸液芯结构体

4 一方平坦部

5 另一方平坦部

6、16、26、36 蒸汽流路

13、13’、33、33’ 端部吸液芯结构体

具体实施方式

以下,利用附图对根据本实用新型第1实施方式的扁平型导热管进行说明。如图1所示,根据第1实施方式的扁平型导热管1具有:扁平型容器2;密封在扁平型容器2的内部的工作液体(未图示);设置在扁平型容器2的内部且在垂直于扁平型容器2的长度方向上的中央部的中央部吸液芯结构体3;蒸汽流路6,其在与扁平型容器2的长度方向垂直的方向上,在中央部吸液芯结构体3的两侧分别设置有1个。

扁平型容器2的一方平坦部4和扁平型容器2的另一方平坦部5相互对置,一方平坦部4的内侧表面形成在与另一方平坦部5的内侧表面的平行方向。在扁平型容器2中,在一方平坦部4及另一方平坦部5的、相对于扁平型容器2 的长度方向的垂直方向的两端部形成有曲线部7、7’。

中央部吸液芯结构体3固定在扁平型容器2的一方平坦部4的一部分区域以及扁平型容器2的另一方平坦部5的一部分区域上。在图1中,中央部吸液芯结构体3被设置在扁平型容器2的长度方向的垂直方向的中央。中央部吸液芯结构体3在垂直于扁平型容器2的长度方向上的横截面形状形成为:连接中央部吸液芯结构体3在一方平坦部4上的端部P1与中央部吸液芯结构体3在另一方平坦部5上的端部P2的中央部直线S1与在蒸汽流路6中露出的一方平坦部4所形成的锐角部θ1、以及中央部直线S1与在蒸汽流路6中露出的另一方平坦部5所形成的锐角部θ2,分别为10°以上且小于90°的范围的角度。

图1中,中央部吸液芯结构体3在垂直于扁平型容器2的长度方向上的横截面形状为大致平行四边形。即,扁平型导热管1中,锐角部θ1与锐角部θ2都为大致相同角度,此处,均大致为45°。由此,在中央部吸液芯结构体3的两侧分别各设置1个的蒸汽流路6彼此具有大致相同的尺寸和大致相同的形状。另外,在扁平型导热管1中,中央部吸液芯结构体3在一方平坦部4上的面积与在另一方平坦部5上的上述面积大致相同,因此,不论是来自一方平坦部4侧的热量输入还是来自另一方平坦部5侧的热量输入,都能够发挥相同的热传递效果。

在上述横截面形状为大致平行四边形的中央部吸液芯结构体3中,具有端部P1和端部P2的相互为大致平行关系的两条边与蒸汽流路6连接。另外,针对具有2个端部P1的边,其整体或者大致整体固定在一方平坦部4上,与上述具有2个端部P1的边大致平行的、具有2个端部P2的边,其整体或者大致整体固定在另一方平坦部5上。

上述横截面形状为大致平行四边形的中央部吸液芯结构体3,在平行于扁平型容器2的长度方向的方向上,从扁平型容器2的一方端部延伸至另一方端部。另外,与此对应,蒸汽流路6也从扁平型容器2的一方端部延伸至另一方端部。

中央部吸液芯结构体3的上述横截面形状为大致平行四边形,由此,在保持与上述横截面形状为正方形或长方形的吸液芯结构体的横截面积相同的同时,即在不增加工作液体的气化物流动的压力损失的同时,能够缩短从垂直于扁平型容器2的长度方向的两端部至中央部吸液芯结构体3的端部P1、P2的距离。由此,冷凝的工作液体被顺利地摄入中央部吸液芯结构体3,从而能够防止在冷 凝部发生工作液体的液体滞留。

上述锐角部θ1和锐角部θ2的角度,只要为10°以上且小于90°即可,没有特殊的限制,但从可靠地增加热传递量的观点考虑,优选分别为20°~60°范围内,从获得优异的热传递量的观点考虑,特别优选为30°~50°。

在垂直于扁平型容器2的长度方向的横截面中,中央部吸液芯结构体3在扁平型容器2内部空间中的面积占有率为40~80%范围内。在中央部吸液芯结构体3的外表面与扁平型容器2的内壁面之间所形成的空间部为蒸汽流路6,因此,2个蒸汽流路6在上述横截面中的面积占有率总计为20~60%范围内。通过使中央部吸液芯结构体3在扁平型容器2内部空间中的面积占有率为40~80%范围内,能够改善工作液体气化后的蒸汽流从蒸发部流向冷凝部时的压力损失。

只要中央部吸液芯结构体3的面积占有率为40~80%范围内即可,没有特殊限定,从进一步降低上述压力损失来获得优异的热传递量的观点考虑,优选为50~70%,从良好地平衡防止在冷凝部发生液体滞留和降低上述压力损失的观点考虑,特别优选55~65%。

需要说明的是,除了中央部吸液芯结构体3,在配置其他吸液芯结构体的情况下,调整吸液芯结构体在上述横截面中的面积,使得所有的吸液芯结构体的总面积占有率为40~80%范围内。

扁平型容器2的材质,没有特殊限制,例如,从热导率优异的观点考虑,可以使用铜,从轻量的观点考虑,可以使用铝等。吸液芯结构体的材质没有特殊限制,可以使用铜、不锈钢等烧结金属。烧结金属可以通过将上述金属的粉体进行烧结而使得粉体结合来制造,通过烧结形成多孔结构。

接下来,对根据本实用新型第1实施方式的扁平型导热管1的热传递机制进行说明。扁平型导热管1在接收来自热连接在蒸发部上的发热体的热时,通过蒸发部工作液体发生气化。该工作液体的气化物在扁平型容器2的长度方向从蒸发部向冷凝部流过蒸汽流路6,由此将来自发热体的热从蒸发部传递至冷凝部。从蒸发部传递至冷凝部的来自发热体的热通过设置有热交换装置的冷凝部液化工作液体的气化物,从而作为潜热被释放。在冷凝部所释放的潜热通过在冷凝部设置的上述热交换装置从冷凝部释放到扁平型导热管1的外部环境。在冷凝部液化的工作液体,被摄入中央部吸液芯结构体3,通过中央部吸液芯结构 体3的毛细管力,从冷凝部返回蒸发部。

接下来,利用附图对根据本实用新型的其他实施方式的扁平型导热管进行说明。需要说明的是,对于与根据第1实施方式的扁平型导热管1相同的构成要素,使用相同的标记进行说明。

如图2所示,根据第2实施方式的扁平型导热管10,除了大致平行四边形的中央部吸液芯结构体3之外,进一步,在垂直于扁平型容器2的长度方向的两端部分别设有端部吸液芯结构体13、13’。在根据第2实施方式的扁平型导热管10中,端部吸液芯结构体13、13’固定在扁平型容器2的曲线部7、7’的内壁面以覆盖曲线部7、7’的内壁面,设置成填充扁平型容器2的曲线部7、7’。在中央部吸液芯结构体3与作为一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13之间的空间部、中央部吸液芯结构体3与作为另一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13’之间的空间部,分别形成1个蒸汽流路16。

上述端部吸液芯结构体13、13’在与扁平型容器2的长度方向垂直的方向的横截面中的形状,没有特别限制,例如优选为:由连接端部吸液芯结构体13、13’在一方平坦部4上的端部P3与端部吸液芯结构体13、13’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直线S2与在蒸汽流路16中露出的一方平坦部4所形成的锐角部θ4、以及由端部直线S2与在蒸汽流路16中露出的另一方平坦部5所形成的锐角部θ3,分别为10°以上且小于90°的角度。通过上述实施方式,可以在不增加端部吸液芯结构体13、13’的面积占有率的情况下,缩短中央部吸液芯结构体3的端部P1、P2与端部吸液芯结构体13、13’的端部P3、P4之间的距离,因此,能够在降低蒸汽流的压力损失的同时,可靠地防止工作液体发生液体滞留。

进一步从可靠地增加热传递量的观点考虑,所述锐角部θ3和锐角部θ4的角度优选分别为30°~60°范围内,从获得优异的热传递量的观点考虑,特别优选为40°~50°。

在图2中,形成为如下形状:端部吸液芯结构体13、13’与蒸汽流路16之间的边界面相对于隔着蒸汽流路16对置的中央部吸液芯结构体3与形成中央部直线S1的蒸汽流路16之间的边界面,为平行或大致平行。另外,在扁平型导热管10中,锐角部θ1和锐角部θ2都为大致相同角度,此处大致为45°。锐角部θ3和锐角部θ4也都为大致相同角度,此处大致为45°。即,锐角部θ1、锐角部θ2、锐角部θ3及锐角部θ4都为大致相同角度。因此,在中央部吸液芯结构 体3的两侧分别各设置的1个蒸汽流路16相互为大致相同尺寸且大致相同形状。

另外,在图2的扁平型导热管10中,作为一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13与作为另一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13’,具有相同的形状和相同的尺寸。由此,在一方平坦部4上,中央部吸液芯结构体3与端部吸液芯结构体13、13’的总计面积,与在另一方平坦部5上的上述总计面积大致相同,因此,不管是从一方平坦部4侧导入热还是从另一方平坦部5侧导入热,发挥相同的热传递效果。

接下来,对根据本实用新型第3实施方式的扁平型导热管进行说明。如图3所示,根据第3实施方式的扁平型导热管20,取代根据第2实施方式的扁平型导热管10中的、垂直于扁平型容器2的长度方向的横截面形状为大致平行四边形的中央部吸液芯结构体3,在垂直于扁平型容器2的长度方向的中央处设置有该横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体23。因此,端部吸液芯结构体13、13’的垂直于扁平型容器2的长度方向的横截面形状为,连接端部吸液芯结构体13、13’在一方平坦部4上的端部P3与端部吸液芯结构体13、13’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直线S2与在蒸汽流路26中露出的一方平坦部4所形成的锐角部θ4、以及端部直线S2与在蒸汽流路26中露出的另一方平坦部5所形成的锐角部θ3,分别为10°以上且小于90°的角度。

通过上述方式的端部吸液芯结构体13、13’,在不增加端部吸液芯结构体13、13’的面积占有率的情况下,即使中央部吸液芯结构体23的横截面形状为长方形,也可缩短端部吸液芯结构体13、13’的端部P3、P4与中央部吸液芯结构体23之间的距离。因此,能够在降低蒸汽流的压力损失的同时,可靠地防止工作液体发生液体滞留。

所述锐角部θ3和锐角部θ4的角度,只要是10°以上且小于90°即可,没有特殊的限定,但从可靠地增加热传递量的观点考虑,优选30°~60°范围内,从获得良好的热传递量的观点考虑,特别优选40°~50°。扁平型导热管20,锐角部θ3和锐角部θ4都为大致相同角度,大约45°。由此,作为一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13与蒸汽流路16之间的边界面相对于作为另一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13’与蒸汽流路16之间的边界面,为平行或大致平行。

在垂直于扁平型容器2的长度方向的横截面中,中央部吸液芯结构体23和 端部吸液芯结构体13、13’在扁平型容器2内部空间中的面积占有率总计为40~80%范围内。由中央部吸液芯结构体23的外表面与端部吸液芯结构体13、13’的外表面之间所形成的空间部,成为蒸汽流路26,因此,2个蒸汽流路26在上述横截面中的面积占有率总计为20~60%范围内。通过使中央部吸液芯结构体23和端部吸液芯结构体13、13’在扁平型容器2内部空间中的面积占有率总计为40~80%范围内,能够改善工作液体气化后的蒸汽流从蒸发部流向冷凝部时的压力损失。

只要中央部吸液芯结构体3和端部吸液芯结构体13、13’的面积占有率总计为40~80%范围内即可,没有特殊限制,但从通过进一步降低上述压力损失来获得优异的热传递量的观点考虑,优选为50~70%,从防止冷凝部发生液体滞留与降低上述压力损失的良好平衡的观点考虑,特别优选为55~65%。

接下来,对于根据本实用新型第4实施方式的扁平型导热管进行说明。在根据第3实施方式的扁平型导热管20中,端部吸液芯结构体13与蒸汽流路16之间的边界面相对于端部吸液芯结构体13’与蒸汽流路16之间的边界面,为平行或大致平行,取而代之,如图4所示,在根据第4实施方式的扁平型导热管30中,作为一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体33与蒸汽流路36之间的边界面相对于作为另一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体33’与蒸汽流路36之间的边界面,非平行或大致平行。

连接端部吸液芯结构体33、33’在一方平坦部4上的端部P3和端部吸液芯结构体33、33’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直线S2与在蒸汽流路36中露出的一方平坦部4形成锐角部θ5,而非形成钝角部。端部直线S2与在蒸汽流路36中露出的另一方平坦部5不是形成锐角部,而仅形成钝角部θ6。锐角部θ5分别为10°以上且小于90°,钝角部θ6分别为超过90°且小于170°。

图4中,端部吸液芯结构体33所形成的锐角部θ5和端部吸液芯结构体33’所形成的锐角部θ5为大致相同角度,为约45°。端部吸液芯结构体33所形成的钝角部θ6和端部吸液芯结构体33’所形成的钝角部θ6为大致相同角度,为约135°。

扁平型导热管30中,在另一方平坦部5侧上的、端部吸液芯结构体33、33’的端部P4与中央部吸液芯结构体23之间的距离,比在一方平坦部4上的端部吸液芯结构体33、33’的端部P3与中央部吸液芯结构体23之间的距离短,即, 在另一方平坦部5上的端部吸液芯结构体33、33’的面积要大于在一方平坦部4上的端部吸液芯结构体33、33’的面积。由此,扁平型导热管30对于从另一方平坦部5侧导入的热发挥特别良好的热传递效果。

接下来,对于根据本实用新型第5实施方式的扁平型导热管进行说明。在根据第3实施方式的扁平型导热管20中,是上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体23,取而代之,如图5所示,在根据第5实施方式的扁平型导热管40中,是上述横截面形状为半圆形的中央部吸液芯结构体43。在图5中,一方平坦部4的内壁面接触中央部吸液芯结构体43的圆弧部,在另一方平坦部5上固定中央部吸液芯结构体43的底边部。

在扁平型导热管40中,在另一方平坦部5侧的、中央部吸液芯结构体43和端部吸液芯结构体13、13’的总计面积,大于在一方平坦部4侧的上述总计面积,因此,对于来自另一方平坦部5侧的热量输入发挥特别良好的热传递效果。

接下来,对于根据本实用新型第6实施方式的扁平型导热管进行说明。在根据第4实施方式的扁平型导热管30中,是上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体23,取而代之,如图6所示,根据第6实施方式的扁平型导热管50中,是上述横截面形状为半圆形的中央部吸液芯结构体43。图6中,一方平坦部4的内壁面接触中央部吸液芯结构体43的圆弧部,另一方平坦部5上固定中央部吸液芯结构体43的底边部。

在扁平型导热管50中,在另一方平坦部5侧的、中央部吸液芯结构体43和端部吸液芯结构体33、33’的总计面积,大于在一方平坦部4侧的上述总计面积,因此,对于从另一方平坦部5侧的热量输入发挥特别良好的热传递效果。

接下来,对于根据本实用新型第7实施方式的扁平型导热管进行说明。在根据第3实施方式的扁平型导热管20中,是上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体23,取而代之,如图7所示,在根据第7实施方式的扁平型导热管60中,是上述横截面形状为椭圆形的中央部吸液芯结构体63。图7中,一方平坦部4的内壁面与另一方平坦部5的内壁面接触中央部吸液芯结构体63的圆弧部。

扁平型导热管60,在一方平坦部4侧的中央部吸液芯结构体43和端部吸液芯结构体13、13’的总计面积,与在另一方平坦部5侧的上述总计面积大致相同,因此,不管是从一方平坦部4侧的热量输入还是从另一方平坦部5侧的热量输 入,发挥相同的热传递效果。

接下来,利用附图对本实用新型的扁平型导热管的制造方法例进行说明。制造方法没有特殊的限制,例如,对于根据第1实施方式的扁平型导热管1,如图8所示,沿着圆状的管材62的长轴方向,插入具有2个预定形状的缺口部64的芯棒65,在管材62的内壁面与缺口部64外面之间所形成的2个空隙部填充成为吸液芯结构体的粉末状金属材料。接着,进行加热处理,形成相互相对的2个具有平面部的吸液芯结构体66。此后,将芯棒65从管材62拔出,以吸液芯结构体66的平面部之间相互抵接且在该平面部间不产生间隙的方式,对管材62进行扁平加工以形成大致平行四边形状的中央部吸液芯结构体3,由此来制造扁平型导热管1。

接下来,对于根据本实用新型的扁平型导热管的其他实施方式进行说明。在上述各实施方式的扁平型导热管中,均使用由烧结金属形成的吸液芯结构体,但不限于此,例如,可以使端部吸液芯结构体为烧结金属,中央部吸液芯结构体为金属绞线、金属丝网或编织线,也可以是中央部吸液芯结构体为烧结金属而端部吸液芯结构体为金属绞线、金属丝网或编织线。另外,在上述各实施方式中,端部吸液芯结构体设置在扁平型容器的两侧端部,但也可以取而代之,仅设置在一侧端部。另外,可以为如下实施方式,即端部吸液芯结构体与中央部吸液芯结构体相比,工作液体的流动阻抗小,具体而言,例如通过使用粒度为约100~约200μm范围内的粉末状金属材料作为原料的烧结金属,形成具有高工作液体流动性的端部吸液芯结构体的实施方式,也可以为利用如下烧结金属而形成具有较高毛细管力的中央部吸液芯结构体的实施方式,所述烧结金属是使用粒度比端部吸液芯结构体所使用的上述金属材料相对较小的粉末状金属材料(例如粒度约50~约100μm范围内)作为原料。

在上述各实施方式的扁平型导热管中,扁平型容器2的内壁面均是平滑的,取而代之,也可以在扁平型容器2的内壁面形成具有毛细管力的沟槽。

在上述各实施方式的扁平型导热管中,在与扁平型容器2的长度方向垂直的方向上,所述中央部吸液芯结构体或所述端部吸液芯结构体的、在蒸汽流路中露出部位的形状,为直线状,但该形状没有特殊限制,例如,也可以为曲线状。

另外,根据第1实施方式的扁平型导热管1中的锐角部θ1及锐角部θ2,根 据第2实施方式的扁平型导热管10中的锐角部θ1、锐角部θ2、锐角部θ3及锐角部θ4,根据第3实施方式的扁平型导热管20中的锐角部θ3及锐角部θ4,根据第4实施方式的扁平型导热管30中的2个锐角部θ5,分别为大致相同的角度,但不限于此,也可为不同的角度。

另外,在上述各实施方式中,在扁平型容器内最多配置了3个吸液芯结构体,即1个中央部吸液芯结构体和2个端部吸液芯结构体,但是,吸液芯结构体的配置个数没有特殊限制,例如,可以通过设置多个中央部吸液芯结构体,从而配置总计4个以上的吸液芯结构体。

另外,取代中央部吸液芯结构体的上述横截面形状为大致平行四边形的扁平型导热管1,如图9所示,也可以为形成有中央部吸液芯结构体83的扁平型导热管80,该中央部吸液芯结构体83与蒸汽流路86之间的边界面的上述横截面形状为三角形状(图9(a)),也可以取代扁平型导热管20的端部吸液芯结构体13、13’,而形成具有端部吸液芯结构体93、93’的扁平型导热管90(图9(b)),所述端部吸液芯结构体93、93’与蒸汽流路96之间的边界面的上述横截面形状为三角形状。

在上述制造方法例中,制造成平面部间不产生间隙,即在大致平行四边形状的中央部吸液芯结构体3的内部、长方形状的中央部吸液芯结构体23的内部不产生狭缝,但是,取而代之,也可以如下制造:在大致平行四边形状的中央部吸液芯结构体的内部、长方形状的中央部吸液芯结构体的内部产生狭缝。

例如,如图10所示,沿着圆状的管材62的长轴方向,插入具有2个大致三角形状的缺口部68的芯棒69,在管材62的内壁面与大致三角形状缺口部68外面之间形成的2个空隙部填充成为吸液芯结构体的粉末状金属材料。接着,进行加热处理,形成相互对置的2个大致三角形状吸液芯结构体70。此后,将芯棒69从管材62拔出,进行扁平加工以使得大致三角形状的吸液芯结构体70与蒸汽流路之间的边界面相对扁平型容器2的平坦部适当倾斜。由此,成为大致平行四边形的中央部吸液芯结构体71,进一步,可以在中央部吸液芯结构体71上设置狭缝72来降低在工作液体从冷凝部还流至蒸发部时的工作液体的流动阻抗。另外,对于中央部吸液芯结构体71,也可以通过使2个大致三角形状的吸液芯结构体70一边相互加压压缩一边使其接触,使得2个大致三角形状的吸液芯结构体70相互干涉,形成毛细管力较高的中央部吸液芯结构体71。

另外,取代上述各实施方式的扁平型导热管,如图11的(a)所示,也可以为容器长度方向的一部分上适用上述各实施方式的扁平型导热管的导热管100。导热管100包括:具有上述各实施方式的扁平型导热管(图11中为第2实施方式的扁平型导热管10)的结构的扁平部10’,以及与扁平部10’相连接的、不具有上述各实施方式的扁平型导热管的结构的非扁平部101。

如图11的(b)的A-A’横截面图所示,在扁平部10’的内部,与根据第2实施方式的扁平型导热管10同样地,设置有大致平行四边形的中央部吸液芯结构体3、以及分别设置在垂直于导热管100的长度方向的两端部的端部吸液芯结构体13、13’。另外,在中央部吸液芯结构体3与作为一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13之间的空间部,以及在中央部吸液芯结构体3与作为另一方端部吸液芯结构体的端部吸液芯结构体13’之间的空间部,分别形成1个蒸汽流路16。

另一方面,如图11的(c)中的B-B’横截面图所示,在非扁平部101(图11中为圆状的管材)的内部设有筒状的吸液芯结构体103,以覆盖作为容器的圆状管材的内壁面的圆周方向。另外,筒状的吸液芯结构体103的中心所形成的空间部成为蒸汽流路106。扁平部10’的蒸汽流路16与非扁平部101的蒸汽流路106相连通,因此,导热管100构成为,工作液体的气化物在扁平部10’的蒸汽流路16与非扁平部101的蒸汽流路106之间自由流通。

作为导热管100的使用方法例,可以列举出适用于散热机器。如图12所示,例如可以如下组装散热机器:在发热部(图12中为受热板104)热连接非扁平部101,在扁平部10’热连接热交换装置(图12中为多个散热片105),进一步,为了冷却散热片105,在散热片105的相邻位置处设置风扇107以使来自风扇107的冷却风的流动方向相对于扁平部10’的平坦部表面为大致平行方向。

当导热管100从热连接于非扁平部101的受热板104接受热时,工作液体在非扁平部101发生气化。该工作液体的气化物沿导热管100的长度方向从非扁平部101的蒸汽流路106流向扁平部10’的蒸汽流路16,由此,来自受热板104的热从非扁平部101传递至扁平部10’。

从非扁平部101传递至扁平部10’的、来自受热板104的热,通过工作液体气化物在设置有散热片105的扁平部10’发生液化,而作为潜热被释放。此时,为了提高热交换效率,通过嵌插扁平部10’而与扁平部10’热连接的散热片105, 通过由风扇107所提供的冷却风而被冷却。在扁平部10’所释放的潜热,通过在扁平部10’设置的散热片105,从扁平部10’被释放至导热管100的外部环境。在扁平部10’液化的工作液体,被摄入中央部吸液芯结构体3和端部吸液芯结构体13、13’,通过中央部吸液芯结构体3和端部吸液芯结构体13、13’的毛细管力,被从扁平部10’送回扁平部10’与非扁平部101之间的边界部。被从扁平部10’送回至扁平部10’与非扁平部101之间的边界部的工作液体,通过筒状吸液芯结构体103的毛细管力,被从上述边界部返送至非扁平部101。

如上所述,通过使用扁平部10’作为对热交换装置进行热连接的导热管的部位,可以降低从风扇107所提供的冷却风的压力损失,因此能够以节省空间的方式有效放热。

实施例

接下来,对于本实用新型的实施方式进行说明。首先,通过实施例1来评价根据本实用新型第1实施方式的扁平型导热管的最大热传递量。

将外径6mm、长度200mm的铜管(壁厚0.25mm)挤压成厚度1.5mm的扁平型,构成横向宽度(垂直于扁平型容器的长度方向的尺寸)9mm的扁平型容器。在该扁平型容器内的平坦部的中央部烧结铜粉末,以构成垂直于扁平型容器的长度方向的长度为4mm的、上述横截面形状为平行四边形的中央部吸液芯结构体。此后,将纯水工作液体注入扁平型容器内,将扁平型容器内部进行减压密封而形成扁平型导热管。使中央部吸液芯结构体的锐角部θ1和锐角部θ2的角度相同(即中央部吸液芯结构体为平行四边形),测定了锐角部θ1和锐角部θ2(以下,示为角度θ)为20°~90°的情况下的最大热传递量(Watt)。需要说明的是,在测定最大热传递量时,使蒸发部的长度为一方端部40mm、冷凝部的长度为另一方端部100mm。其结果如图13所示。

如图13所示,角度θ为90°,即上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体的最大热传递量为15Watt。对应于角度θ小于90°,最大热传递量增加,在角度θ=45°时,最大热传递量增加至20Watt。

接下来,通过实施例2,对本实用新型第3实施方式的扁平型导热管的最大热传递量进行评价。

将外径6mm、长度200mm的铜管(壁厚0.25mm)挤压成厚度T=1.5mm的扁平型,构成横向宽度(垂直于扁平型容器的长度方向的尺寸)W=9mm的扁 平型容器。在该扁平型容器内的平坦部的中央部烧结铜粉末,以构成垂直于扁平型容器的长度方向的长度L=3mm的上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体,以及在其两端部,分别构成垂直于扁平型容器的长度方向的长度L’=1.5mm的端部吸液芯结构体。此后,将纯水工作液体注入扁平型容器内,将扁平型容器内部进行减压密封而形成扁平型导热管。使端部吸液芯结构体的锐角部θ3和锐角部θ4的角度相同,测定了锐角部θ3和锐角部θ4(以下,示为角度θ)为30°~90°的情况下的最大热传递量(Watt)。需要说明的是,在测定最大热传递量时,使蒸发部的长度为一方端部40mm、冷凝部的长度为另一方端部100mm。其结果如图14所示。

如图14所示,角度θ为90°的端部吸液芯结构体的最大热传递量为17Watt。对应于角度θ小于90°,最大热传递量得到增加,在角度θ=45°时,最大热传递量提高至23Watt。

接下来,通过实施例3,对本实用新型第2、3实施方式的扁平型导热管的最大热传递量与扁平型容器的内部空间中吸液芯结构体的面积占有率之间的关系进行了评价。

将外径10mm、长度200mm的铜管(壁厚0.25mm)挤压成厚度T=1.0mm的扁平型,构成横向宽度(垂直于扁平型容器的长度方向的尺寸)15mm的扁平型容器。在该扁平型容器内的平坦部的中央部烧结铜粉末,以在扁平型容器内的平坦部的中央部,构成宽度(垂直于扁平型容器的长度方向的尺寸)L、锐角部θ1与锐角部θ2的角度相同(以下,示为角度θ’)的上述横截面形状为平行四边形的中央部吸液芯结构体或上述横截面形状为长方形的中央部吸液芯结构体,在扁平型容器内的两端部,分别构成宽度(垂直于扁平型容器的长度方向的尺寸)L’、锐角部θ3和锐角部θ4的角度相同(以下,示为角度θ)的端部吸液芯结构体。此后,将纯水工作液体注入扁平型容器内,将扁平型容器内部进行减压密封而形成扁平型导热管。扁平型容器的内部空间中的吸液芯结构体的面积占有率为60~64%。需要说明的是,在最大热传递量的测定中,一方端部的蒸发部的长度为40mm,另一方端部的冷凝部的长度为100mm。

另外,作为比较例,制备了如下的扁平型导热管:仅仅构成有长方形(角度θ’=90°)的中央部吸液芯结构体的扁平型导热管(比较例1),以及构成有长方形中央部吸液芯结构体和不具有锐角部(即角度θ=90°)的端部吸液芯结构 体的扁平型导热管(比较例2)。扁平型容器的宽度L、宽度L’、角度θ及角度θ’的各参数、及最大热传递量的测定结果如图15所示。

如图15所示,即使吸液芯结构体的面积占有率为相同程度,比较例1的最大热传递量为22Watt,比较例2的最大热传递量为23Watt,相对于此,在中央部吸液芯结构体的θ’为40°~60°及/或端部吸液芯结构体的θ为20°~40°的情况下,得到25~28Watt的最大热传递量,尤其是,在中央部吸液芯结构体的θ’为40°,端部吸液芯结构体的θ为20°的情况下,最大热传递量为28Watt,提高最多。

产业上的可利用性

本实用新型的扁平型导热管能够降低工作液体气化后的蒸汽流的压力损失,并且能够防止工作液体在冷凝部发生液体滞留,因此,在例如对以高密度搭载有电子部件的电气、电子器械进行冷却的领域,具有较高利用价值。

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