ヒートパイプ冷却用ヒートシンクの設計上の考慮事項

ヒートシンクの重要なコンポーネントはヒートパイプです。加熱端が加熱され始めると、管壁周囲の液体が瞬時に蒸発し、蒸気が発生します。この瞬間、この部分の圧力が増加し、蒸気の流れは圧力の牽引力を受けて凝縮端に向かって移動します。蒸気流は凝縮端に到達した後、冷却されて液体になり、同時に多量の熱を放出し、毛細管力によって蒸散加熱端に戻ってサイクルを完了します。

現在、ヒートシンク製品に使用されるヒートパイプには、焼結法と溝加工法の 2 つの主な方法があります。同規模の2本の焼結ヒートパイプや溝付きヒートパイプと比較すると、焼結ヒートパイプ内に充填されている銅粉が多いため、ヒートパイプの毛細管半径が小さくなり、浸透力が低くなり、これも低下につながります。焼結ヒートパイプの長さを加えたときのヒートパイプの熱伝導関数の変化。

溝付きヒートパイプはフィラーが少なく、毛細管内径が大きく、透過性が高くなります。したがって、ストレートスルー状態では、溝付きヒートパイプの熱伝導力は焼結型ヒートパイプよりも強い。放熱チューブはどのような構造であっても、曲げ回数やねじれの度合いに非常に敏感であり、ねじれの度にヒートパイプの熱伝導機能の低下につながります。曲がりくねった部分の直径を変えずに保とうとすると、その変化は非常に小さくなり、機能低下の度合いを低く抑えられる可能性があります。

ヒートパイプの曲がりに加えて、放熱パイプの熱伝導機能に影響を与えるパラメータは、放熱パイプのサイズです。現在、主流のラジエーターには6mmまたは8mmの放熱パイプが選択されます。実際、ヒートパイプの直径が大きくなると、ヒートパイプの毛細管の内径も増加し、それに応じて毛細管の透過性が向上し、ヒートパイプの熱伝導力も向上します。

ただし、ヒートパイプの数が増えたり、ヒートパイプの直径が大きくなったりすると、熱性能が向上するわけではありません。チップとヒートパイプの接触面積も考慮する必要があります。ヒートパイプの加熱領域が不均一である場合、おそらくヒートパイプの利用率が低すぎて、効果的に放熱効果を向上させることができません。