Development of a novel flat laminate vapor chamber with innovative inner structure

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昨年度行った研究開発をさらに進展させるために、コンピューターシミュレーション法であるVOF法(Volume of Fluid)を用いた数値的検討と、現有装置である3Dプリンター(Form 3)により作製した試作サンプルを用いた実験的研究を実施し、冷媒循環特性に影響を与える因子の検討を行った。本年度は、昨年度選定した「リジッド4Kレジン」、「リジッド10Kレジン」に加えて、可視化用に「クリアレジン」を組み合わせてサンプル作製を行った。　可視化結果とVOF法によるシミュレーション結果とを比較し、流動特性に影響を与える因子の特定を行うとともに、流動特性に関する設計モデルの構築を行った。具体的には、流路幅と流路深さ加えて、流路の配置が非常に大きな影響を与えることを明らかにし、それらの影響について定量的に予測できるモデルの構築を行った。また、試作サンプルについては、可視化用サンプルに加えて、伝熱特性確認用サンプルの制作も行い、冷媒封入条件が伝熱特性に与える影響について検討を行った。実験としては、現有の伝熱特性評価装置を用い、サーモカメラによる表面温度分布測定結果などを用いて、独自開発の手法(Applied Thermal Engineering, 146 (2019)843-853)掲載)により、熱伝導率推定を行った。その結果、いずれも十分な伝熱特性を発揮し、設計モデルが妥当であることがわかった。さらに、冷媒封入量に応じて最大熱輸送量が変化することを明らかにし、最適な冷媒封入条件に関する基礎的知見を得た。