電子製品の機能が継続的に強化されているため、より多くの機能とより高い信頼性が必要とされていますが、過剰な熱は依然として、より優れたパフォーマンスと画期的なイノベーションを備えた次世代アプリケーションの開発にとって大きな障害となっています。
あらゆる業界、特にモバイル、ヘルスケア、電気通信、モノのインターネットでは、軽量で多機能であり、高い信頼性で高熱負荷を管理できる必要がある新製品とシステムが開発されています。
消費者はより小型、薄型、より強力なデバイスに加えて、より多くのオプション、機能、機能を求めているため、エンジニアは熱を効果的に処理することが難しいと感じています。
これらの問題を解決するために、二相冷却が急速に開発され、ますます一般的になってきています。 ヒートパイプは特に放熱に適しており、より速い放熱、軽量化、より高い信頼性、より長い寿命を実現します。 しかし、ヒート パイプの最も重要な利点は、設計の柔軟性にあり、これによりラジエーターに簡単に埋め込むことができ、冷却効率と冷却能力が大幅に向上します。
ヒートパイプは、効果的で長期持続する冷却ソリューションを生成します。 Awind は 20 年間にわたってヒートパイプ ソリューションの革新と製造を行ってきました。 当社の経験により、最も厳しい環境条件下でも動作できる、効果的で長持ちする冷却ソリューションを設計および製造できます。
延性のある銅の壁と芯は、用途の熱的および幾何学的要件を満たすために曲げたり平らにしたりすることができます。 これは、全体のサイズを縮小したり、表面接触を増やしたり、設置ハードウェアの周囲にヒート パイプを配置したりするために使用できます。ヒート パイプを他のテクノロジーに埋め込んで熱拡散を促進したり、システム内で使用して熱源から熱を輸送したりできます。散逸するための安全な場所。
誤解 1: ヒート パイプが破損すると、電子機器に液体が付着します。
真実: ヒートパイプは壊れにくいです。 非常にまれな状況ですが、パイプライン内のごく少量の液体がヒート パイプの芯に完全に吸着され、電子デバイスに滴ったり漏れたりすることはありません。
ヒートパイプは本質的に頑丈で、時間の経過とともに摩耗する可動部品がない純粋な受動的システムです。 良く作られたヒートパイプを「壊す」には、切り開いたり、繰り返し曲げたり折りたたんだりする必要があります。 ヒートパイプは充填中に真空で満たされ、パイプライン内に含まれる液体の量が常に蒸気の形で存在するため、液だれが発生しません。
ヒートパイプは、その耐久性、高い信頼性、漏れのない特性により、航空宇宙、医療、家庭用電化製品、高い信頼性を必要とする高出力アプリケーション、および従来の液体溶液からの漏れが壊滅的な影響を引き起こす可能性がある市場向けのソリューションとなります。
誤解 2: ヒートパイプは非常に重い
真実: ヒート パイプを使用すると、他のコンポーネントを追加するよりも重量を軽減できます。
通常、ヒート パイプは銅 (より重い材料) で作られているため、ヒート パイプを統合するとソリューションの重量が増加すると考える人もいます。 ヒート パイプは銅でできていますが、中空であるため、ソリューションの重量が軽減され、さまざまな方法で熱性能が向上します。
ヒートパイプは通常、機器やコンポーネント内のより低温でより離れた領域に熱を伝達するために使用されます。 ファンと軽量のフィン構造をこれらのスペースに追加して、冷却ソリューション全体のサイズと重量を削減できます。
もう 1 つの一般的な例は、従来の銅製または大型のヒートシンクを、ヒート パイプが埋め込まれたアルミニウム製ヒートシンク ベースに置き換えることです。 ヒートパイプの高い放熱効率により、ラジエーター全体に熱を均一かつ迅速に分散させることができるため、ラジエーターの効率が向上し、ラジエーターのサイズと必要な材料の量が削減され、ソリューション全体の重量とコストが削減されます。
誤解 3: ヒートパイプは両端の蒸発器と凝縮器と一緒にのみ使用できます
真実: ヒート パイプはパイプラインの全長に沿って機能し、パイプライン上の位置に関係なく、高温の領域から低温の領域に熱を一貫して伝達します。
ヒートパイプは通常、安全かつ効果的に放散するために、ある熱源から別の熱源に熱を輸送する熱管理コンポーネントとして設計されています。 この利用法は一般的ですが、ヒート パイプを使用する唯一の方法ではありません。
ヒート パイプ コアの吸引構造により、あらゆる方向に動作することができ、通常はパイプラインの全長に渡って動作します。 熱は基本的に熱から冷へ伝わり、ヒートパイプも同様です。 熱がパイプラインのどこに置かれても、熱は常に熱源から凝縮点まで流れ、再び芯を通って戻ります。 これにより、設計の柔軟性とヒート パイプの使用オプションが向上し、より革新的でコスト効率の高い熱管理が実現します。
これを利用する 1 つの方法は、熱を伝達するのではなく拡散するためにヒート パイプを埋め込むことです。 ヒートパイプがラジエーターの底部に埋め込まれている場合、熱は固定領域ではなくヒートパイプの全長に沿って凝縮します。 たとえば、ヒート パイプを空冷ヒートシンクに統合することで、高出力性能を拡張し、高出力 IGBT を冷却する際の液体システムの必要性を減らします。
誤解 4: ヒート パイプは直線に沿ってのみ熱を伝播します。 ベース全体に熱を分散させたい場合は、ベイパー チャンバーが必要です。
真実: ヒートパイプはベーパーチャンバーと同様に曲げて使用できますが、より完全な構造になっています。
ヒート パイプが最初に導入され、他のテクノロジーと統合されるとき、ヒート パイプは直線に埋め込まれます。 熱をより均一に放散するために、エンジニアはベーパーチャンバーを使用しました。 ベーパー チャンバーは均一な熱拡散を効果的に実現できますが、独自の一連の設計上の課題も抱えており、すべての用途に適しているわけではありません。
ヒート パイプはその軸に沿って熱を移動するだけですが、軸を曲げたり、複数のヒート パイプと組み合わせて使用したりして、ベーパー チャンバーと同様の平面拡散機構として効果的に機能させることができます。 ヒートパイプは安価で、構造的完全性が高く、ベーパーチャンバーの機能と性能を模倣するように設計できます。 適切に埋め込まれていれば、ヒート パイプはベーパー チャンバーが脆弱すぎる用途でもかなりの取り付け力に耐えることができます。
誤解 5: ヒートパイプが動作するには非常に高温でなければなりません。
真実: 製造技術により、ヒート パイプはわずかな温度差でも適切に機能します。
ヒート パイプは動作時に蒸発と凝縮に依存しているため、ヒート パイプの使用によるメリットを得るには大きな温度差または高温が必要であるという誤解が一般的です。
ただし、ヒートパイプは封止前に真空で満たされるため、流体は液体と飽和点での蒸気の両方の状態で存在します。 これは原理的には、高高度および低圧力で液体が低温で沸騰するのと似ています。 分子は、相を液体から蒸気に変換するのに十分な励起に必要な熱が少なくなります。 したがって、熱源の温度は、液相から気相への変化を引き起こす標準室温沸点に達する必要はありません。 実際、ヒートパイプの「高温」領域と「低温」領域の差は数度だけで効果が得られます。 これは、ソリューションの熱抵抗を最小限に抑えることができるため、ヒート パイプを使用する主な利点の 1 つです。
誤解6: ヒートパイプは凍結環境では使用できない
真実: ヒート パイプは、凍結環境などの非常に過酷な条件下でも動作するように開発できます。
環境条件下でのヒートパイプの動作は、材質と設計によって異なります。 銅+水が最も一般的な組み合わせですが、 特別な要件に応じて他の材料も使用できます。 アンモニア、メタノール、アセトンなどの液体はすべて、適合性のある金属と結合して、-60 度 C をはるかに下回る温度で動作できるヒート パイプを形成できます。
誤解 7: ヒートパイプは非常に高価です
真実: ヒート パイプを追加すると、ソリューションのコストを削減できます。
銅の延性により、ヒート パイプを経済的に製造でき、確実に密閉でき、特定の幾何学的形状に簡単に曲げたりプレスしたりすることができます。 Awind は包括的な製造プロセスとヒート パイプ設計技術を備えており、コスト効率の高い銅 + 水の高性能ヒート パイプを製造できます。 ヒート パイプを使用すると、エンジニアは銅フィン ベースを必要とするアプリケーションでアルミニウムおよび埋め込みヒート パイプを使用できるため、コストが削減されます。 また、ファンやその他のコンポーネントの必要性を排除できるため、コストと重量を節約できます。
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