技術案内  
 

コア技術

 

​アルミベーパーチャンバー

ベーパーチャンバー技術の原理

ベーパーチャンバーは、内壁に毛細管構造を有し、作動流体を充填したものです。

 

熱が発生した際、ヒートソースと接触している部分の内部の作動流体が即座に蒸気になり、蒸気がチェンバー内に充満します。蒸気が温度の低い壁面に触れると凝縮し、熱を放出します。

 

凝縮した作動流体は毛細管作用によって、熱源に送り返され、熱循環を繰り返します。

ALVC技術原理

市場でよく見られるベーパーチャンバー vs. LEA製ベーパーチャンバー

ALVC

市販品

複数単独溝の機構設計

アルコール、アセトン等の冷却液の使用で、熱移動が一方通行になり

LEA製のメリット

冷媒の運用で熱移動と熱拡散が迅速になり、放熱効果がより高くなるという特徴を持ちます。

ALVC

LEA製

繋がる溝の機構設計

R134a等の冷媒の使用で、熱移動、拡散が迅速

ALVC
 

同じ熱投入で、アルミベーパーチャンバーの熱拡散が迅速で、温度均一性もアルミ板より良い。

 

車載電池冷却用平板型アルミニウムHP

(ベーパーチャンバー)の性能試験

早稲田大学との研究連携試験

実験装置は左の図のようになり、実験条件として、作動流体はR134a、幅・厚さ・長さはそれぞれ67、5、300mmとなります。

 

0Wから100Wの熱源に適用したときのベーパーチャンバーの熱抵抗を測定するために、角度θとφを使用してテストを実施しました。

Angle table description jp.PNG

入熱量10~20Wでは、自励振動が発生せず、熱抵抗が高い値となった。また、通常のサーモサイフォン式HPとして稼動したため、角度θ、φともに傾斜角度が大きくなるほど熱抵抗は小さくなった。

 

入熱量30~100Wでは,自励振動が発生し熱抵抗が低下した。

 

入熱量10~100Wにおいてドライアウトは観測されなかった。

Test result thermal resistance jp.PNG
試験結果
Vapor Chamber Angle
Vapor Chamber Angle

傾斜角度変化による影響 

 

​アルミベーパーチャンバーヒートシンク

アルミベイパーチャンバー

アルミベーパーチャンバーとアルミヒートシンクを組み合わせ、ロウ付けしたアルミベーパーチャンバーヒートシンクの放熱効果が高まります。

押出式ヒートシンクと比較する際、ベイパーチャンバーの内部に冷媒を充填し、熱伝導率が高くなり、放熱効果が優れています。
 

 

アルミベーパーチャンバーヒートシンクのメリット

・軽量化、小型化

・形状の柔軟性(要望に応じた様々な形状のカスタマイズの設計が可能)

・冷媒の作動流体の使用で、熱伝導率30%アップ(押出ヒートシンクと比較)

・底板と放熱部分(フィン)を1回のロウ付け工程プロセスで結合し、後加工工程が不要

・100%アルミ合金製、100%リサイクル可能ECOフレンドリー)

 

​TVC温度制御システム

ペルチェモジュール原理
ペルチェモジュール原理

弊社で革新的な製品、TVC (Thermoelectric Vapor Chamber)温度制御装置も開発いたしました。

 

TVCはベーパーチャンバーと熱電素子(ペルチェモジュール)結合した、冷却/加熱性能が一層高まった温度制御装置です。

 

こちらの2つの放熱技術を組み合わせて、更に幅広いアプリケーションに高性能温度制御装置になります。

使用例:

  • 電気自動車のリチウムイオンバッテリーパック

  • 高電圧送電トンネル温度制御システム

  • ​医療運搬カート

 

アルミ製水冷ヒートシンク

Cold plate.png

設置空間が狭い箇所の冷却方式は、空冷式の冷却方法以外、水冷式ヒートシンクもよく利用されています。

 

アルミ素材の熱伝導率は銅の約半分ですが、軽量で材料費が安定し、また、形状設計の柔軟性などのメリットがあります。

当社は水冷システムの製造実績で、アルミ製水冷ヒートシンクも提供いたします。

当社のアルミ製水冷ヒートシンクはアルミロウ付け加工により生産、熱負荷と熱源サイズによる、水冷ヒートシンク形状の柔軟設計び内部水流流路の圧損設計など、用途や使用環境に最適なアルミ製ヒートシンクを設計提案・制作します。

 

問い合わせはこちらへ
 

 

生産・加工

All_products.png

押出し生産加工

試作評価後、量産をすると、押出し加工生産式の対応で、低コスト、早納期の実現が可能。

押出し式アルミベイパーチャンバーの詳細は

こちらへ

切削生産加工

アルミ製ベイパーチャンバーの試作段階は、金型の投資を無駄使わず、切削加工のご対応が可能です。

多数な寸法に対応致します。手軽にご相談ください。

*最小厚みは3.5mmになります。

CNC_ALVC

鍛造加工

お客様の要望に応じ、アルミ製ベイパーチャンバーは鍛造加工のご対応も可能です。


大量生産する場合、鍛造加工の方式で複雑形状の要望や生産コストの減少に応じます。

アルミロウ付け生産

アルミ製水冷ヒートシンク、アルミ製ベイパーチャンバーはアルミロウ付け加工を行い、ロウ付けの加工で、製品品質、内圧耐圧、加工プロセース短縮などのメリットを得られます。

Al_Brazing_ALVC
Laser_Cut_ALVC

レーザー切断加工

レーザーの切断加工の精度が高いメリットで、切断したアルミ板を利用し、アルミ製ベーパーチャンバーの製造を対応しております。


3次元曲げ加工

アルミ板材は3次元曲げ加工技術を利用し、初期のプレース金型の投資が不要で、多様な形状に対応ができ、試作段階の納期や費用が節約のメリットが得られます。


3D_Bending_ALVC

3D金属プリント

近年、3D金属プリントの技術が進歩し、アルミ製水冷ヒートシンクや、アルミ製ベーパーチャンバーにも対応しております。初期の開発試作は3D金属プリントの技術で、設計形状の柔軟性、開発時間の短縮などのメリットがあり、大量生産の対応にも可能です。