ヒートパイプ:効果的で信頼性の高い冷却ソリューション

ヒートパイプは、信頼性の高いパッシブ二相熱輸送です。それらを他の熱技術と組み合わせて、長持ちし、高性能で効率的な冷却ソリューションを実現します。

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高精度温度制御

制約のある場所や密集した場所から熱を取り除く

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より長い製品寿命

熱性能を低下させることなく、最大20年間の一貫したパッシブ熱輸送を活用

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コスト効率の高い設計の柔軟性

ルーティング可能で費用対効果の高いヒートパイプは、冷却が可能な場所で熱を移動します

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効率的な熱輸送が熱性能を向上

熱伝達を固体の銅、アルミニウム、またはグラファイトの10〜200倍に増やします。

二相冷却ビデオ

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雪の中の銅ヒートパイプ

ヒートパイプ:信頼性が高く、用途の広い二相冷却

Boydはヒートパイプ技術開発のパイオニアであり、50年以上にわたって二相冷却ソリューションの標準を設定してきました。ヒートパイプの材料、流体、構造、およびその他の熱技術に関する幅広い専門知識により、ボイドは最も要求の厳しい革新的なアプリケーションに最適なヒートパイプの設計およびメーカーとなっています。

質問がありますか?

ヒートパイプとは何ですか?

ヒートパイプは、流体相変化の高い熱容量を堅牢なフォーマットで利用し、熱を確実かつ迅速に輸送するための最も効率的で用途の広い熱管理技術の1つになっています。

ヒートパイプは、真空シールされたシェルまたはエンベロープ、作動流体、および芯構造の3つの主要コンポーネントで構成されています。シェルは、ヒートパイプ作動流体を真空に保ち、何十年にもわたる一貫した熱輸送を実現します。作動流体は、適用温度範囲で相が変化し、ヒートパイプシェルおよび芯材料と互換性がある必要があります。芯は受動的にヒートパイプを通って流体を移動します。

ヒートパイプはどのように機能しますか?

ヒートパイプは、閉じた蒸発器 - 凝縮器システムです。密閉シェルは、毛細管構造または芯で裏打ちされた中空チューブです。指定された蒸気圧の作動流体は、液体と蒸気の間の平衡状態で芯毛細血管を飽和させます。

ヒートパイプが熱を吸収し始めると、芯内の液体が蒸発します。蒸気は、蒸気空間と呼ばれるヒートパイプの中空領域を満たし、ヒートパイプ全体に均等に熱を拡散します。ヒートパイプ全体の熱分布は迅速に発生し、ヒートパイプの高い熱伝導率を決定します。

ヒートパイプに沿ったスポットが蒸発温度を下回ると、蒸気はクーラーの芯とシェルに接触し、潜熱をケーシングに放出します。蒸気はもはや気体の形を維持するのに十分なエネルギーを持たず、凝縮して液体に戻り、芯の構造に浸透します。芯内の毛細管現象により、凝縮液が蒸発器領域に戻り、動作サイクルが完了します。

ヒートパイプはどのように機能しますか
フィン付きヒートパイプアセンブリ

ヒートパイプを使用する理由

ヒートパイプは非常に効果的な高い熱伝導率を持っています。アルミニウム、銅、グラファイト、ダイヤモンドなどの固体導体の熱伝導率は250 W / m•Kから1,500 W / m•Kの範囲ですが、ヒートパイプの有効熱伝導率は5,000 W / m•Kから200,000 W / m•Kの範囲です。

50年以上のヒートパイプの遺産

Boyd半世紀以上にわたり、困難な用途に特化したヒートパイプを開発してきました。当社は、ヒートパイプ技術と独自に統合し、最適な技術の組み合わせを実装する創造的な熱ソリューションを発明するために、今日利用可能な膨大な熱管理技術ポートフォリオを持っています。当社のエンジニアリングチームの経験と実績のある製造技術を組み合わせることで、Boyd最適化された信頼性の高いヒートパイプ技術を製造し、熱システムの効率を大規模に高めることができます。

ヒートパイプアセンブリ

ヒートパイプを他の熱技術と統合する

熱拡散ヒートパイプアセンブリ

熱の効率的な拡散と輸送

他の熱技術に統合されたヒートパイプは、より包括的で、より高性能で、より効率的な熱管理ソリューションを作成します。ヒートパイプは、より高い熱伝導率で空冷を強化し、熱を輸送し、熱を拡散し、または空冷ヒートシンクの効率を改善して、熱負荷の増加における液冷ソリューションの必要性を遅らせることができます。

ヒートパイプを使用して熱を輸送する

ヒートパイプは、熱源または高熱流束領域から遠隔地に熱を移動するように設計および製造されています。この機能は、制約のあるエリアや密集したエリアから、空気が冷たい領域や空冷ヒートシンクの体積が大きいエリアまで、熱を除去するのに理想的です。設計の柔軟性が高まることで、製品設計者と設計者は、製品の性能とレイアウトを向上させ、信頼性が高く費用効果の高いソリューションを使用して、最も困難な空冷アプリケーションのいくつかを実現できます。

輸送ヒートパイプアセンブリ

ヒートパイプを使用して熱を拡散させる

埋め込まれたヒートパイプは、局所的なホットスポットを除去し、電子部品周辺の熱蓄積を減らし、空冷ヒートシンクの効率を(アルミニウムまたは銅のベーススプレッダーと比較して)20%向上させ、より速く、より均一な熱拡散を実現します。これは、電子機器やコンピューターなど、ヒートシンクのフィン面積に比べて熱源が小さいアプリケーションで特に影響があります。ヒートパイプを曲げたり平らにしたりして、熱的および幾何学的要件を満たしたり、全体の高さを減らしたり、表面接触を増やしたり、取り付け金具などの立ち入り禁止区域を回避したりします。埋め込まれた熱拡散ヒートパイプは、ヒートシンクの形状を変更する必要がないため、熱設計者の柔軟性を高め、改造アプリケーションや既存製品のパワーの向上に役立ちます。

ヒートパイプ技術

適切な構造でアプリケーション要件を満たす

Boydの幅広いヒートパイプ技術ポートフォリオは、あらゆるアプリケーションで信頼性の高い熱性能を最大化するために活用できるヒートパイプの深い専門知識と遺産を示しています。

熱拡散-ヒートパイプ-アセンブリ

銅水ヒートパイプ

銅水ヒートパイプは、用途の広い銅パッケージでの二相水冷の高い熱容量により、さまざまなアプリケーションで人気のあるコンポーネントです。製品現場での経験に裏打ちされたBoydの厳密に管理された製造プロセスにより、当社の銅-水ヒートパイプは20年以上使用できます。

銅-水-ヒートパイプ-2
銅-水-ヒートパイプ
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テレコムと5G

強化されたダイカストヒートスプレッダ、テレコムサーバーマイクロプロセッサ、およびテスト機器の冷却

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クラウドコンピューティング

CPU、GPU、およびDIMMカード用の熱拡散および冷却アセンブリ

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ホームエレクトロニクス

ラップトップおよびノートブックの冷却アセンブリ、ハンドヘルドおよびコンソールゲームシステムの冷却システム

高温ヒートパイプ

高温ヒートパイプ

高温ヒートパイプは、高精度の温度制御、迅速な回復、および高温でのより均一な管理を提供し、エネルギー消費を削減し、アプリケーションの信頼性と寿命を向上させます。

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エネルギー管理

ソーラーレシーバ、熱電子変換器、アルカリ金属熱電変換器(AMTEC)、スターリングエンジンインターフェース、エンジン部品、核融合アプリケーション

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産業機器

化学・材料加工、ガラス製造、エピタキシャル成膜、半導体結晶成長、蒸着、拡散アニール、熱物性評価、温度・熱電対校正

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航空宇宙および防衛

マグネトプラズマダイナミック(MPD)スラスタ、同位体分離、航空宇宙リーディングエッジ、ロケットノズル、高温空間ラジエーター

極低温ヒートパイプ

極低温ヒートパイプは、要求の厳しい極低温環境での性能、熱システムの安全性と信頼性の向上、熱システムの効率の向上、およびエネルギーとメンテナンスのコストを削減しながらアプリケーションの稼働時間を最大化するように最適化されています。

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航空宇宙および防衛

クライオクーラーインターフェース、赤外線センサー冷却、打ち上げおよび軌道条件でのカメラとセンサーの熱管理、衛星コンポーネントの冷却、超伝導磁石、深海アプリケーション、高加速および静止軌道アプリケーション

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医療用

低または極低温医療機器の温度管理、サンプル保存および試験用の冷蔵庫および冷凍庫冷却システム、および医療実験装置の高感度検出装置

ループヒートパイプ

ループヒートパイプ

ループヒートパイプ(LHP)は、曲げ可能で、柔軟性があり、ルーティング可能であり、従来のヒートパイプよりも熱を輸送できます。分散システムの冷却に最適で、複数の蒸発器とパッシブまたはアクティブ温度レギュレーターを組み込んで、複数の熱源を処理できます。ループヒートパイプは、最大23メートル(75フィート)の熱を輸送し、数百万回のフレックスサイクルに耐え、最大9gの重力荷重に耐えることができます。これらは、複雑で広範囲にわたる形状を解決するための低質量ソリューションであり、要求の厳しい環境向けの堅牢なテクノロジーです。

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電気通信

コンピュータまたはサーバーのマイクロプロセッサ冷却およびテスト機器の熱管理

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航宇

より多くの電気航空機(MEA)の軽量アビオニクス、モーター、電子機器の冷却ソリューション、衛星打ち上げ時の収納ラジエーターパネルへの電子熱輸送。また、後方熱漏れを防ぐためのサーマルダイオードとしても動作できます。

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防御

アクチュエータに取り付けられた電子機器の冷却、エンジン廃熱翼とカウルの防氷、および熱特性抑制

フレキシブルヒートパイプ

柔軟なヒートパイプにより、エンジニアは発熱コンポーネントの位置を最適化して保守性と信頼性を最大化し、過酷な動作条件やスペースが限られている場所で熱性能を維持できます。熱を犠牲にすることなく、移動アクチュエータとリモート端子の配置を最適化します。モビリティの向上により、狭いスペースでの設置とメンテナンスも合理化されます。

フレキシブルヒートパイプ-1
フレキシブルヒートパイプ-3
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航宇

航空電子工学および航空機機器の熱管理システム

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防御

航空電子工学および航空機機器の熱管理システム

可変コンダクタンスヒートパイプ

可変コンダクタンスヒートパイプ

可変コンダクタンスヒートパイプ(VCHP)は、制御された熱輸送と除去により、エンジニアが温度を正確に制御するのに役立ちます。ヒートパイプ内の非凝縮性ガス(NCG)を使用して蒸発器の温度を制御し、利用可能な凝縮器領域を制御します。VCHPは、アクティブなコンポーネントやセンサーなしで重要なデバイスの温度を維持するための費用効果の高いソリューションです。

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医療用

CATスキャン冷却システム

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航宇

衛星ラジエーターパネルの熱制御、フリーズした起動条件

等温炉ライナー

等温炉ライナー

等温炉ライナー(IFL)は、リング状の液体金属ヒートパイプで、単一のヒーターとコントローラーを使用して均一な温度の作業環境またはゾーンを提供し、正確なプロセスを実現します。時間とエネルギーを節約しながら、等温壁温度を達成することで生産性を最大化します。IFLは設置が簡単で、設計の柔軟性が高まり、非常に信頼性が高く、費用対効果に優れています。

温度調整は簡単なワンステッププロセスであり、頻繁なプロファイル測定は不要です。プローブとは異なり、IFLは周囲の壁や外部環境に接続する熱伝達経路に依存しません。IFLで測定された空間温度変化は10mK未満であり、多くの場合、利用可能な測定技術の感度を超える可能性があります。

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ラボおよびテスト機器

熱電対および温度校正、研究プロセスチューブ、実験炉

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産業機器

黒体ラジエーター、集光型ソーラーレシーバー、化学処理

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半導体

半導体結晶成長、蒸着

アキシャルグルーブヒートパイプ

定コンダクタンスヒートパイプ

軸方向に溝のある定コンダクタンスヒートパイプ(CCHP)は、3メートルを超える高い熱負荷を熱伝達します。それらは、内部のヒートパイプ壁エンベロープの溝の円を芯として使用して、作動流体が凝縮したより冷たい表面から凝縮液を蒸発器に効率的に引き戻します。従来の芯ヒートパイプよりも製造コストが低くなります。

軸方向に溝のあるヒートパイプは、水平構成や空間など、重力が要因ではない場所に最適です。メンテナンスが少なく、サービスが非常に困難なアプリケーションに最適です。長距離熱伝達により設計の柔軟性が向上し、エンジニアは困難な場所での熱設計オプションを提供します。

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電気通信

通信衛星冷却

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航宇

衛星熱制御、ラジエーターパネル

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防御

防衛衛星冷却

ヒートパイプ製品詳細

ヒートパイプエンベロープ&ウィックマテリアル

  • 300シリーズステンレス鋼
  • インコロイ800
  • インコネル® 600、601、718、625
  • ヘインズ230、188、214
  • ニッケル
  • ハステロイC / インコネル® C-276
  • チタン
  • タンタル
  • モリブデン
  • TZM(モリブデン-チタン-ジルコニウム合金)
  • レニウム
  • ニオブ
  • タングステン
極低温作動流体

ヒートパイプエンベロープ&ウィックマテリアル

  • 300シリーズステンレス鋼
  • インコロイ800
  • インコネル® 600、601、718、625
  • ヘインズ230、188、214
  • ニッケル
  • ハステロイC / インコネル® C-276
  • チタン
  • タンタル
  • モリブデン
  • TZM(モリブデン-チタン-ジルコニウム合金)
  • レニウム
  • ニオブ
  • タングステン

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