ヒートパイプアセンブリ
ヒートシンク
ヒートパイプは一種の効率的な熱伝達材料であり、さまざまな構造の設計とヒートシンクフィンのさまざまなプロセスの組み合わせを通じて、顧客に効率的な冷却ソリューションを提供できます。
ヒートパイプとは何ですか?
ヒートパイプは効率的な熱伝導材料であり、内部の毛細管構造を通じて大量の熱を伝達し、低温の一端から高温の他端まで熱を循環させ、効率的な熱伝達効果を実現します。さまざまな構造のヒートシンクフィンとさまざまなプロセスの組み合わせにより、お客様に効率的な冷却ソリューションを提供できます。
ヒートパイプの作り方は？
ヒートパイプの直径は通常 4,5,6,6.5,8,9.5,10,10.5、12、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMXmm です。したがって、対応する銅管はこれらの直径になります。この仕様の銅管は洗浄、注油、不動態化、酸化防止処理を行ったものです。銅管の片端は高速収縮機でシールされています。もちろんレーザー溶接の工程が常にありますので、漏れの心配はありません。銅管の一端に。
直径3mmの銅管を例として、完成した銅管に直径6mmのステンレス鋼棒を挿入しました。次に、銅粉を銅管に注ぎ、機械的振動の後、銅粉は銅管としっかりと結合します。内部に銅粉を入れたこれらの銅管を真空炉で800度に加熱しました。高温下では、銅粉と銅管壁がしっかりと結合しました。
真空オーブンをゆっくりと冷まし、銅管を取り出します。このとき、中央のステンレス棒を外し、お客様のご要望の動力計算に応じてアルコールを含んだ純水を銅管内に注入します。水が注入された銅管内の空気は真空引きされます。銅管のもう一方の端をレーザー溶接機で溶接して閉じると、真空状態で液体が入った銅管が形成され、これをヒートパイプと呼びます。
ヒートパイプはどのように機能するのでしょうか?
ヒートパイプは、密閉された真空条件下での毛細管現象による内部の液体の熱変換の一種です。ヒートパイプ内は真空状態であるため、特定の温度条件下（一般的には35度程度）で動作します。液体を加熱すると、この時の液体の状態は水蒸気となり、多量の熱が奪われます。このとき、ヒートパイプ全体が蒸気室に相当し、ヒートパイプ内に熱が均一に拡散します。
ヒートパイプのもう一方の端がファンの強制対流や物体の表面の自然対流を受けると、その際に温度が下がり、水蒸気が固まって水滴の状態になります。重力の作用により、これらの水滴は銅パイプ内の銅粉の毛細管構造に吸収され、還流します。このとき、液体は元の位置に戻り、このとき大量の熱に遭遇し、再び液体が蒸発し、このサイクルを繰り返すことで、ある場所から別の場所に熱を伝達するという目的が達成されます。 。これが私たちが求める効率的な熱伝達効果です。
ヒートパイプは他の材質に比べて熱伝導率が高いという利点があります。
– ADC12 などのダイカスト アルミニウム合金は、約 (96-110)W/(m K) の熱伝導率を達成できます。・冷間鍛造アルミは1050、1070系が一般的で、熱伝導率は235W/(m・K)です。
-アルミ押出材は一般的に6061または6063、熱伝導率は210W/(m・K)です。 -銅の材質はC1100が一般的で、熱伝導率は383.5W/(m・K)です。
– ヒートパイプの熱伝導率は一般的に 5000 ～ 25000W/(m・K) です。もちろん、ヒートパイプの長さが異なると伝導効率も異なります。
ヒートパイプの重要な特性
限られたスペースでは、熱は他の場所に伝達され、その後強制対流または自然対流によって放散されます。たとえば、ラップトップコンピュータ、コンピュータマザーボードの中央にあるCPUなど、熱は他の場所に伝達されなければなりません。ノートブックの端にあると、ファンによって熱が放散されます。
ヒートパイプの応用と開発には50年以上の歴史があり、非常に成熟したプロセスであり、低価格です。これは非常に効率的でコスト効率の高い熱放散方式です。初期のヒートパイプは宇宙衛星用の熱放散方式であるため、寿命要件が非常に厳しいです。一般に、ヒートパイプの熱伝導能力は長期間の使用状態でも劣化せず、寿命は一般に20年以上です。
高性能の熱伝達係数は銅やアルミニウムの金属材料の 20 倍以上で、熱を素早く伝導してチップ温度を下げ、システムの安定した動作を保証します。
ヒートパイプの伝導性能
それは奪うことができる最大の熱であり、もちろんヒートパイプの長さと直径に依存し、形状も関係します。通常、一度曲げると、伝導性能は5％低下し、一般的な曲げR角度はヒートパイプの直径の 1.5 倍を超えています。
さまざまな分野で応用されるヒートパイプヒートシンク
バッテリーパックの冷却ソリューションに使用されるヒートパイプヒートシンク。
ヒートパイプの高い熱伝導率を利用してバッテリーモジュールの熱をヒートシンクの端に伝え、ファンによって熱を放散します。 IP68以上の防水グレードのスキームに特に適しています。もちろん、ヒートシンクは、バッテリーパックの熱管理ニーズの特殊な形状に合わせて、一般的にヒートシンクのダイカストプロセスまたはヒートシンクのプロファイルプロセスを使用できます。設計エンジニアの間でヒートパイプヒートシンクの採用が増えているため、CNCプロセスでの製作が必要になる場合があります。
LED照明の冷却ソリューションに使用されるヒートパイプヒートシンク。
高出力LED照明器具には、特に高出力密度LED光源（通常500W以上、場合によっては1000Wを超える）の場合、放熱性能に優れたヒートシンクが必要です。この場合、高密度の熱をフィンチップに伝達し、ファンの強制対流特性を利用して熱を空気中に放散する高出力ヒートパイプヒートシンクが必要となります。もちろん、このタイプの照明器具の設計には、曲げ角度R、水平使用、重力方向の使用条件など、ヒートパイプの性能をエンジニアが十分に理解する必要があります。これらのパラメータは非常に重要です。このようなご要望がある場合は、必ず当社のエンジニアにご相談ください。高出力ステージライト、LED植物照明、UL紫外線ランプなどはすべて、このようなヒートパイプヒートシンクを使用しています。
太陽光発電インバータおよびIGBTの冷却ソリューションに使用されるヒートパイプヒートシンク。
太陽光発電インバータとIGBTは高出力チップであり、加熱領域が比較的集中しているため、動作過程で大量の熱を発生します。そのため、良好な伝導性と熱拡散性のヒートパイプを使用すると、熱を効果的に拡散して伝導できます。放熱板の底板に当て、放熱板のフィンで熱を分散させます。
この種の高出力チップセットの放熱を解決するには、スカイブドフィンヒートシンクプロセスとヒートパイプが最も効果的なソリューションです。ただし、ヒートパイプのレイアウトを最適化する必要があることに注意してください。同時に、ヒートパイプの破損やコンポーネントの損傷を引き起こすヒートパイプの膨張を避けるために、屋外条件の使用とヒートパイプ内の液体の凍結を考慮する必要があります。
ヒートパイプはどのように設計しますか?また、ヒートパイプを設計する際には何に注意する必要がありますか?
– ヒート パイプを設計する場合、エンジニアは適切なヒート パイプの直径と長さの選択、およびヒート パイプが曲がっていないかどうかに注意を払う必要があります。
– ヒートパイプの 2 つのポートにはプロセス上、無効端と有効端の長さ制限があります。
– ラップトップ コンピューターのヒート パイプ モジュールなど、ヒート パイプを平らにする必要がある特殊な場合は、平らにした後の厚さと幅をどのように計算しますか?
– ヒートパイプの壁の厚さは、通常、加工の必要性によりいくつかの仕様があります。ヒートパイプの加工が不要な場合は肉厚0.4mmでも設計可能です。加工が必要な場合、特にヒートシンクの底板溝を密着させる場合は、加工後にヒートパイプが破損しないように、この時のヒートパイプ肉厚は0.9mmとしています。したがって、次の表のパラメーターは、その後の設計の参考値として使用できます。