JPH02229455A - ヒートパイプ式装置 - Google Patents
ヒートパイプ式装置Info
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- JPH02229455A JPH02229455A JP1050658A JP5065889A JPH02229455A JP H02229455 A JPH02229455 A JP H02229455A JP 1050658 A JP1050658 A JP 1050658A JP 5065889 A JP5065889 A JP 5065889A JP H02229455 A JPH02229455 A JP H02229455A
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- Japan
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- heat
- heat pipes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-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
- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子や電子機器の冷却に用いられるヒー
トパイプ式装置に関するものである。
トパイプ式装置に関するものである。
従来サイリスタ等を冷却するために用いられるヒートパ
イプ式装置は例えば第６図（イ）（口）に示すように平
板状ブロック（１１ の一端面に３個の凹穴（２）を穿
設し、それぞれの凹穴（２）にヒートパイプ（４）の一
端の蒸発部を嵌着しさらに他端の凝縮部にはそれぞれフ
ィン（６）を取付けたものであり、これらヒートパイプ
式装置の使用形態は２個のヒートパイプ式装置の平板状
ブロック（１）の平坦面（１０）間で被冷却物であるサ
イリスタ（１ｌ）等を挟んで密接させることによりサイ
リスタ（ｌ１）からの熱を蒸発部に伝達し、凝縮部へ輸
送してここで放熱するものである。
イプ式装置は例えば第６図（イ）（口）に示すように平
板状ブロック（１１ の一端面に３個の凹穴（２）を穿
設し、それぞれの凹穴（２）にヒートパイプ（４）の一
端の蒸発部を嵌着しさらに他端の凝縮部にはそれぞれフ
ィン（６）を取付けたものであり、これらヒートパイプ
式装置の使用形態は２個のヒートパイプ式装置の平板状
ブロック（１）の平坦面（１０）間で被冷却物であるサ
イリスタ（１ｌ）等を挟んで密接させることによりサイ
リスタ（ｌ１）からの熱を蒸発部に伝達し、凝縮部へ輸
送してここで放熱するものである。
このようにヒートバイプ式装置においては該装置を構成
するには通常複数本のヒートパイプを用いるが、これは
蒸発部の伝熱面積及び凝縮部の放熱面積を増大させるた
めであり、さらにヒートパイプ１本当りの熱輸送能力が
小さいため熱を複数に分割して輸送する方が有利である
等の理由による。従って使用する作動液はすべて同一の
ものを用いている。
するには通常複数本のヒートパイプを用いるが、これは
蒸発部の伝熱面積及び凝縮部の放熱面積を増大させるた
めであり、さらにヒートパイプ１本当りの熱輸送能力が
小さいため熱を複数に分割して輸送する方が有利である
等の理由による。従って使用する作動液はすべて同一の
ものを用いている。
近年半導体素子を組み込んだ電子機器は世界中のいたる
所で使用されている。そしてその使用環境、特に外気温
はそれぞれの場所により大きく異なり、または同じ場所
でも１日の間もしくは１年の間に大きく変動する場合が
ある。
所で使用されている。そしてその使用環境、特に外気温
はそれぞれの場所により大きく異なり、または同じ場所
でも１日の間もしくは１年の間に大きく変動する場合が
ある。
従って寒冷地においてはこれら電子機器に使用するヒー
トパイプ式装置の作動液が凍結しないことが肝要であり
、通常フロン系の媒体を用いることにより対応していた
。
トパイプ式装置の作動液が凍結しないことが肝要であり
、通常フロン系の媒体を用いることにより対応していた
。
一方最近素子や機器の大容量化、高密度化に伴ないより
高い性能のヒートパイプが望まれている。しかし上記フ
ロン系媒体を用いたヒートパイプ式装置は低温での起動
特性は良好であるが高温での定常使用温度近傍における
性能は十分ではないという欠点があった。そこで作動液
として性能が最も優れている水を使用することが検討さ
れているが、そのままでは寒冷地においては凍結してし
まう。
高い性能のヒートパイプが望まれている。しかし上記フ
ロン系媒体を用いたヒートパイプ式装置は低温での起動
特性は良好であるが高温での定常使用温度近傍における
性能は十分ではないという欠点があった。そこで作動液
として性能が最も優れている水を使用することが検討さ
れているが、そのままでは寒冷地においては凍結してし
まう。
本発明はこれに鑑み種々検討した結果、起動温度の異な
る（即ち融点の異なる）作動液を封入したそれぞれのヒ
ートパイプを同一のブロック内に形成することにより上
記問題点を解決したものである。
る（即ち融点の異なる）作動液を封入したそれぞれのヒ
ートパイプを同一のブロック内に形成することにより上
記問題点を解決したものである。
即ち本発明は熱伝導性の良好なブロックに複数の凹穴を
穿設し、内部に作動液を封入して一端を蒸発部とじ他端
を凝縮部としたヒートパイプの少なくとも蒸発部を各凹
穴内に嵌着したヒートパイプ式装置において、複数のヒ
ートパイプを２以上の群に分け各群に異なる作動液を封
入したことを特徴とするものである。
穿設し、内部に作動液を封入して一端を蒸発部とじ他端
を凝縮部としたヒートパイプの少なくとも蒸発部を各凹
穴内に嵌着したヒートパイプ式装置において、複数のヒ
ートパイプを２以上の群に分け各群に異なる作動液を封
入したことを特徴とするものである。
また、場合によっては少なくとも１または２以上の群に
２種類以上の作動液を混合して封入しても良い。
２種類以上の作動液を混合して封入しても良い。
このように複数のヒートパイプに２種類以上の作動液を
それぞれ単独または混合して封入するのは、異なった作
動液をもつヒートパイプを種々組み合わせて一体に構成
することにより低温での起動特性が良好でかつ定常使用
温度において高い性能を得ることができるため利用温度
範囲を広げることができるからである。
それぞれ単独または混合して封入するのは、異なった作
動液をもつヒートパイプを種々組み合わせて一体に構成
することにより低温での起動特性が良好でかつ定常使用
温度において高い性能を得ることができるため利用温度
範囲を広げることができるからである。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例（１）
第１図（イ）（口）に示すように銅製の平板状ブロック
（１）の一端面に３個の凹穴（２ｒ） （２ｂ）（２ｃ
）を１列に穿設し、中央の凹穴（２ｂ）には純水（３）
を封入したヒートパイプ（４）の蒸発部を嵌入し、また
両端の凹穴（２１） （２ｃ）にはフロン１１３（５）
を封入したヒートパイプ（４）の蒸発部を嵌大してそれ
ぞれをブロック（１）と一体化し、さらにそれぞれの凝
縮部はアルミニウム製フィン（６）を一体に取付けたヒ
ートパイプ式装置を作製した。
（１）の一端面に３個の凹穴（２ｒ） （２ｂ）（２ｃ
）を１列に穿設し、中央の凹穴（２ｂ）には純水（３）
を封入したヒートパイプ（４）の蒸発部を嵌入し、また
両端の凹穴（２１） （２ｃ）にはフロン１１３（５）
を封入したヒートパイプ（４）の蒸発部を嵌大してそれ
ぞれをブロック（１）と一体化し、さらにそれぞれの凝
縮部はアルミニウム製フィン（６）を一体に取付けたヒ
ートパイプ式装置を作製した。
実施例（２）
第２図に示すように平板状ブロック（１）に一体に設け
た３本のヒートパイプ（４）のうち一端の１本のヒート
パイプ（４）の作動液を純水（３）とし、他の２本のヒ
ートパイプ（４）をフロン１１３ （５） としたヒ
ートパイプ式装置を作製した。
た３本のヒートパイプ（４）のうち一端の１本のヒート
パイプ（４）の作動液を純水（３）とし、他の２本のヒ
ートパイプ（４）をフロン１１３ （５） としたヒ
ートパイプ式装置を作製した。
実施例（３）
第３図に示すように平板状ブロック（１）に一体に設け
た３本のヒートパイプ（４）のうち一端の１本のヒート
パイプ（４）の作動液をフロン１１３ （５）とし、他
の２本のものを純水（３）として構成したヒートパイプ
式装置を作製した。
た３本のヒートパイプ（４）のうち一端の１本のヒート
パイプ（４）の作動液をフロン１１３ （５）とし、他
の２本のものを純水（３）として構成したヒートパイプ
式装置を作製した。
実施例（４）
第４図に示すように平板状ブロック（１）に一体に設け
た３本のヒートパイプ（４）のうち両端のヒートパイプ
（４）にそれぞれエタノール（５′）及び純水（３）を
封入し、中央の１本のヒートパイプ（４）にはエタノー
ルと純水の混合液（７）を封入したヒートパイプ式装置
を作製した。
た３本のヒートパイプ（４）のうち両端のヒートパイプ
（４）にそれぞれエタノール（５′）及び純水（３）を
封入し、中央の１本のヒートパイプ（４）にはエタノー
ルと純水の混合液（７）を封入したヒートパイプ式装置
を作製した。
比較例（１）
第６図に示す従来のヒートパイプ式装置において３本の
ヒートバイプ（４）に封入する作動液をすべてフロン１
１３とした。
ヒートバイプ（４）に封入する作動液をすべてフロン１
１３とした。
以上の実施例（１）〜（３）及び比較例（１）で作製し
たヒートパイプ式装置について、それぞれの装置全体を
０℃以下に下げた後に入力を加えることにより作動状態
を比較した。この結果実施例（１）〜（３）のヒートパ
イプ式装置は起動特性及び熱輸送性能は共に良好であっ
た。一方比較例（１）の従来のヒートパイプ式装置によ
ると起動特性はさらに良好であったが、定常作動での性
能は劣っている。
たヒートパイプ式装置について、それぞれの装置全体を
０℃以下に下げた後に入力を加えることにより作動状態
を比較した。この結果実施例（１）〜（３）のヒートパ
イプ式装置は起動特性及び熱輸送性能は共に良好であっ
た。一方比較例（１）の従来のヒートパイプ式装置によ
ると起動特性はさらに良好であったが、定常作動での性
能は劣っている。
本発明のヒートパイプ式装置は上記実施例のように３本
のヒートパイプから構成されるものばかりでなく、さら
に封入される作動液は実施例（４）に示すように２種類
及びそれらの混合液に限定されるものではない。
のヒートパイプから構成されるものばかりでなく、さら
に封入される作動液は実施例（４）に示すように２種類
及びそれらの混合液に限定されるものではない。
実施例（５）
第５図（イ）（口）に示すように銅製の平板状ブロック
（１）に５箇所の長凹穴（８）を穿設し、それぞれの長
凹穴（８）をヒートパイプの容器（コンテナ）として用
い、２種類以上の作動液をそれぞれ単独に入れ、キャッ
プ（９）にて封止して蒸発部（１２）と凝縮部（ｌ３）
をいずれもブロック（１）内に設けた面状ヒートパイプ
式装置を作製した。
（１）に５箇所の長凹穴（８）を穿設し、それぞれの長
凹穴（８）をヒートパイプの容器（コンテナ）として用
い、２種類以上の作動液をそれぞれ単独に入れ、キャッ
プ（９）にて封止して蒸発部（１２）と凝縮部（ｌ３）
をいずれもブロック（１）内に設けた面状ヒートパイプ
式装置を作製した。
このヒートパイプ式装置においても起動特性及び熱輸送
量は従来に比べて優れていた。
量は従来に比べて優れていた。
このように本発明によれば１つのブロックに複数本のヒ
ートパイプを接続、形成してなるヒートパイプ式装置の
ヒートパイプに異なった作動液を使用することにより低
温での起動特性は良好となり利用温度範囲が広がる等工
業上顕著な効果を奏するものである。
ートパイプを接続、形成してなるヒートパイプ式装置の
ヒートパイプに異なった作動液を使用することにより低
温での起動特性は良好となり利用温度範囲が広がる等工
業上顕著な効果を奏するものである。
第１図（イ）（口）は本発明の一実施例を示すもので（
イ）は側面図、（口）は（イ）のＸ一Ｘ′線の要部断面
図、第２図〜第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す要部断面図、第５図（イ）（口）は本発明の他の実施
例を示すもので（イ）は側面図、（口）は平面図、第６
図（イ）（口）はヒートパイプ式装置を示すもので（イ
）は正面図、（口）は側面図である。 ｌ・・・・・・・・平板状ブロック ２， ２１， ２ｂ， ２ｃ・・・・・・・・凹穴３・
・・・・・・・純水 ４・・・・・・・・ヒートパイプ ５・・・・・・・・フロン１１３ ５′・・・・・・・・エタノール ６・・・・・・・・アルミニウム製フィン７・・・・・
・・・混合液 ８・・・・・・・・長凹穴 ９・・・・・・・・キャップ １０・・・・・・・・平坦面 １ｌ・・・・・・・・サイリスタ １２・・・・・・・・蒸発部 ｌ３・・・・・・・・凝縮部 （イ） ２ａ ２ｂ ２ｃ
イ）は側面図、（口）は（イ）のＸ一Ｘ′線の要部断面
図、第２図〜第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す要部断面図、第５図（イ）（口）は本発明の他の実施
例を示すもので（イ）は側面図、（口）は平面図、第６
図（イ）（口）はヒートパイプ式装置を示すもので（イ
）は正面図、（口）は側面図である。 ｌ・・・・・・・・平板状ブロック ２， ２１， ２ｂ， ２ｃ・・・・・・・・凹穴３・
・・・・・・・純水 ４・・・・・・・・ヒートパイプ ５・・・・・・・・フロン１１３ ５′・・・・・・・・エタノール ６・・・・・・・・アルミニウム製フィン７・・・・・
・・・混合液 ８・・・・・・・・長凹穴 ９・・・・・・・・キャップ １０・・・・・・・・平坦面 １ｌ・・・・・・・・サイリスタ １２・・・・・・・・蒸発部 ｌ３・・・・・・・・凝縮部 （イ） ２ａ ２ｂ ２ｃ
Claims (2)
- （１）熱伝導性の良好なブロックに複数の凹穴を穿設し
、内部に作動液を封入して一端を蒸発部とし他端を凝縮
部としたヒートパイプの少なくとも蒸発部を各凹穴内に
嵌着したヒートパイプ装置において、複数のヒートパイ
プを２以上の群に分け各群に異なる作動液を封入したこ
とを特徴とするヒートパイプ式装置。 - （２）少なくとも１または２以上の群に２種類以上の作
動液を混合して封入した請求項（１）記載のヒートパイ
プ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050658A JPH02229455A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ヒートパイプ式装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050658A JPH02229455A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ヒートパイプ式装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229455A true JPH02229455A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=12865054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1050658A Pending JPH02229455A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ヒートパイプ式装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02229455A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0757385A3 (de) * | 1995-07-31 | 1999-05-12 | ANCeram GmbH & Co. KG | Kühleinrichtung für elektronische Schaltungen |
| WO2004070303A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Cooligy, Inc. | Optimized multiple heat pipe blocks for electronics cooling |
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| WO2012004493A1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Renault S.A.S. | Dispositif pour le refroidissement d'au moins un élément comportant au moins un composant électronique |
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| US8755186B2 (en) | 2010-07-02 | 2014-06-17 | Hitachi Power Solutions Co., Ltd. | Heat pipe type cooling device and railcar control equipment using the same |
| CN107144160A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-09-08 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种工作于160k至220k温区的双回路深冷环路热管 |
| CN109659288A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-19 | 福建龙净环保股份有限公司 | 一种组合散热装置 |
| KR20190048820A (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | (주) 제이엔엠 메카텍 | 전력반도체 냉각용 히트파이프 조립체 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5154A (ja) * | 1974-06-20 | 1976-01-05 | Furukawa Electric Co Ltd |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP1050658A patent/JPH02229455A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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| CN102713787A (zh) * | 2010-01-26 | 2012-10-03 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 具有多个蒸汽室的散热件 |
| US8755186B2 (en) | 2010-07-02 | 2014-06-17 | Hitachi Power Solutions Co., Ltd. | Heat pipe type cooling device and railcar control equipment using the same |
| FR2962625A1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-01-13 | Renault Sa | Dispositif pour le refroidissement d'au moins un element comportant au moins un composant electronique |
| WO2012004493A1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Renault S.A.S. | Dispositif pour le refroidissement d'au moins un élément comportant au moins un composant électronique |
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