JP2001174175A - 熱搬送装置 - Google Patents
熱搬送装置Info
- Publication number
- JP2001174175A JP2001174175A JP35589899A JP35589899A JP2001174175A JP 2001174175 A JP2001174175 A JP 2001174175A JP 35589899 A JP35589899 A JP 35589899A JP 35589899 A JP35589899 A JP 35589899A JP 2001174175 A JP2001174175 A JP 2001174175A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat pipe
- closed loop
- pipe
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、水などの作動液を封入したヒートパイ
プでは、作動液を熱搬送させるために循環させるとき、
相変化のための潜熱分や作動液の粘性に対抗するエネル
ギーが最低必要であった。 【解決手段】 熱を受ける受熱部２と熱を放出する放熱
部３とを有する、蛇行形状の閉ループヒートパイプにお
いて、その内部空間１ａに超臨界状態の二酸化炭素を封
入したことを特徴とし、少ないエネルギーでヒートパイ
プ１内を循環させることができ、高効率な熱搬送が可能
となるものである。
プでは、作動液を熱搬送させるために循環させるとき、
相変化のための潜熱分や作動液の粘性に対抗するエネル
ギーが最低必要であった。 【解決手段】 熱を受ける受熱部２と熱を放出する放熱
部３とを有する、蛇行形状の閉ループヒートパイプにお
いて、その内部空間１ａに超臨界状態の二酸化炭素を封
入したことを特徴とし、少ないエネルギーでヒートパイ
プ１内を循環させることができ、高効率な熱搬送が可能
となるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超臨界状態の物
質、特に二酸化炭素を収納したヒートパイプに関するも
のである。
質、特に二酸化炭素を収納したヒートパイプに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、端部を有する一本の管から形成
されているヒートパイプにおいて、一端で受熱すること
により、内部に収納された水などの作動液は液相から気
相に相変化し、気相となった作動液は管内中央部を他端
に向かい、他端で放熱し気相から液相に相変化した作動
液は、管内壁に形成されたウィックを毛細管現象によっ
て伝わり、受熱部に戻ることにより、熱を移動させてい
る。
されているヒートパイプにおいて、一端で受熱すること
により、内部に収納された水などの作動液は液相から気
相に相変化し、気相となった作動液は管内中央部を他端
に向かい、他端で放熱し気相から液相に相変化した作動
液は、管内壁に形成されたウィックを毛細管現象によっ
て伝わり、受熱部に戻ることにより、熱を移動させてい
る。
【０００３】また、熱を受ける受熱部と熱を放出する放
熱部とを結んで閉ループを構成するヒートパイプにおい
ては、水などの作動液をヒートパイプ内に収納し、受熱
部で作動液を液相から気相に相変化させて放熱部に循環
し、また放熱部で気相から液相に相変化させて放熱する
ことにより、熱を移動させている。
熱部とを結んで閉ループを構成するヒートパイプにおい
ては、水などの作動液をヒートパイプ内に収納し、受熱
部で作動液を液相から気相に相変化させて放熱部に循環
し、また放熱部で気相から液相に相変化させて放熱する
ことにより、熱を移動させている。
【０００４】ヒートパイプにおいて熱輸送量を増大させ
る場合には、管径を大きくするか、もしくは複数本のヒ
ートパイプを並列に並べる方法が取られている。もしく
は受熱部と放熱部を多数回往復する、蛇行形状の閉ルー
プヒートパイプを使用している。
る場合には、管径を大きくするか、もしくは複数本のヒ
ートパイプを並列に並べる方法が取られている。もしく
は受熱部と放熱部を多数回往復する、蛇行形状の閉ルー
プヒートパイプを使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スペー
スが大きく取れない場合には、管径を大きくする方法は
取れず、またヒートパイプを複数本並列に並べる場合に
も、管内にウィックを形成する必要があることから、細
径化が困難である。また、細径化を図るためにウィック
を取り除いた場合、管内で気相と液相が混合してしまう
ため、熱搬送効率が低下してしまう。また、ヒートパイ
プ内で液相から気相に相変化させるために、潜熱分のエ
ネルギーが最低必要であり、使用できる温度差に制限が
あった。
スが大きく取れない場合には、管径を大きくする方法は
取れず、またヒートパイプを複数本並列に並べる場合に
も、管内にウィックを形成する必要があることから、細
径化が困難である。また、細径化を図るためにウィック
を取り除いた場合、管内で気相と液相が混合してしまう
ため、熱搬送効率が低下してしまう。また、ヒートパイ
プ内で液相から気相に相変化させるために、潜熱分のエ
ネルギーが最低必要であり、使用できる温度差に制限が
あった。
【０００６】また、蛇行形状の閉ループヒートパイプを
使用する場合、ウィックを使用しないため細径化が可能
であるが、水等の作動液は粘性を有しており、循環させ
るには、この粘性を上回るエネルギーを必要としている
ため、相変化に必要な潜熱分のエネルギーに加算され、
ヒートパイプ内に作動液を循環させるためのエネルギー
は大きく、使用温度差をさらに大きくする必要があっ
た。
使用する場合、ウィックを使用しないため細径化が可能
であるが、水等の作動液は粘性を有しており、循環させ
るには、この粘性を上回るエネルギーを必要としている
ため、相変化に必要な潜熱分のエネルギーに加算され、
ヒートパイプ内に作動液を循環させるためのエネルギー
は大きく、使用温度差をさらに大きくする必要があっ
た。
【０００７】本発明は、かかる課題を解決するものであ
る。
る。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明の熱搬送装置は、閉
ループを形成する管状空間を備え、前記管状空間に熱媒
体を封入したものにおいて、前記閉ループは受熱部と放
熱部を多数回往復する蛇行形状を備え、且つ前記熱媒体
は超臨界領域で使用され、受熱部で熱量を吸収し、放熱
部において熱量を放出することを特徴とする。
ループを形成する管状空間を備え、前記管状空間に熱媒
体を封入したものにおいて、前記閉ループは受熱部と放
熱部を多数回往復する蛇行形状を備え、且つ前記熱媒体
は超臨界領域で使用され、受熱部で熱量を吸収し、放熱
部において熱量を放出することを特徴とする。
【０００９】上記の構成であれば、熱媒体に超臨界流体
を使用しているため、相変化を伴わず、潜熱分のエネル
ギーを必要としない。また超臨界流体は、粘度が気体に
近く低いため、閉ループ内を循環させるエネルギーが小
さくてすむ。よって熱の搬送に必要なエネルギーが小さ
くてすみ、温度差が小さいところで使用できる。またウ
ィックを使用しない閉ループヒートパイプであるため、
細径化が可能であり、複数の管を使用しないため、熱媒
体の封入も容易である。
を使用しているため、相変化を伴わず、潜熱分のエネル
ギーを必要としない。また超臨界流体は、粘度が気体に
近く低いため、閉ループ内を循環させるエネルギーが小
さくてすむ。よって熱の搬送に必要なエネルギーが小さ
くてすみ、温度差が小さいところで使用できる。またウ
ィックを使用しない閉ループヒートパイプであるため、
細径化が可能であり、複数の管を使用しないため、熱媒
体の封入も容易である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による熱搬送装置の
実施の形態および原理について、図面を参照しながら説
明する。
実施の形態および原理について、図面を参照しながら説
明する。
【００１１】図１は、本発明の第１の実施形態である。
１は外装となる蛇行形状の閉ループヒートパイプ、２は
ヒートパイプ１の受熱部、３はヒートパイプ１の放熱
部、４はヒートパイプ１と外気とを断熱する断熱部であ
る。本装置における受熱部２は放熱部３より低くなるよ
うに配置されている。
１は外装となる蛇行形状の閉ループヒートパイプ、２は
ヒートパイプ１の受熱部、３はヒートパイプ１の放熱
部、４はヒートパイプ１と外気とを断熱する断熱部であ
る。本装置における受熱部２は放熱部３より低くなるよ
うに配置されている。
【００１２】前記ヒートパイプ１の内部空間１ａ内に
は、受熱部２から放熱部３への熱媒体として、二酸化炭
素が使用されている。
は、受熱部２から放熱部３への熱媒体として、二酸化炭
素が使用されている。
【００１３】この封入された二酸化炭素は、圧力約７．
３ＭＰａ、温度約３１℃以上となると、超臨界流体とな
り、流体の粘度が低下して、対流が発生しやすい状態と
なる。そこで、受熱部２と放熱部３との温度差が少しで
も生じると超臨界流体の密度差が生じて、密度差により
対流が発生し、ヒートパイプ１内の循環を開始する。し
たがって、受熱部２から放熱部３に熱を搬送することに
なるのである。
３ＭＰａ、温度約３１℃以上となると、超臨界流体とな
り、流体の粘度が低下して、対流が発生しやすい状態と
なる。そこで、受熱部２と放熱部３との温度差が少しで
も生じると超臨界流体の密度差が生じて、密度差により
対流が発生し、ヒートパイプ１内の循環を開始する。し
たがって、受熱部２から放熱部３に熱を搬送することに
なるのである。
【００１４】ここで、超臨界流体とは、物質の臨界点
（例えば二酸化炭素の場合、圧力７．３ＭＰａ、温度３
１℃）以上の環境下で物質が変化した、液体とも気体と
も異なる流体である。すなわち、二酸化炭素では、図２
のモリエル線図に示す臨界点ａより高温高圧領域（ｂ領
域）が超臨界流体の存在する領域である。
（例えば二酸化炭素の場合、圧力７．３ＭＰａ、温度３
１℃）以上の環境下で物質が変化した、液体とも気体と
も異なる流体である。すなわち、二酸化炭素では、図２
のモリエル線図に示す臨界点ａより高温高圧領域（ｂ領
域）が超臨界流体の存在する領域である。
【００１５】二酸化炭素以外の、他の物質の臨界温度と
その圧力の関係を表１に示す。
その圧力の関係を表１に示す。
【００１６】
【表１】 前記表１からわかるように、二酸化炭素が他の物質に比
べて臨界条件が穏やかであり、使用しやすい物質である
ので、二酸化炭素がよく選択される。しかし、使用条件
に応じて、熱媒体となる物質を選択すればよい。
べて臨界条件が穏やかであり、使用しやすい物質である
ので、二酸化炭素がよく選択される。しかし、使用条件
に応じて、熱媒体となる物質を選択すればよい。
【００１７】この超臨界流体は、表２に示すように、密
度や熱伝導度が、液体と同じような物性値を示し、粘度
が気体の物性値に近い値を有している。
度や熱伝導度が、液体と同じような物性値を示し、粘度
が気体の物性値に近い値を有している。
【００１８】
【表２】 したがって、超臨界流体は、（１）低粘性で高い移動速
度が期待できる、（２）動粘度が気液に比較して小さ
く、対流が極めて起こりやすい、等の特徴を有してい
る。
度が期待できる、（２）動粘度が気液に比較して小さ
く、対流が極めて起こりやすい、等の特徴を有してい
る。
【００１９】以上のごとく、熱媒体に超臨界流体を使用
しているため、相変化を伴わず、潜熱分のエネルギーを
必要としない。また超臨界流体は、粘度が気体に近く低
いため、閉ループ内を循環させるエネルギーが小さくて
すむ。よって熱の搬送に必要なエネルギーが小さくてす
み、温度差が小さいところで使用できる。またウィック
を使用しない閉ループヒートパイプであるため、細径化
が可能であり、複数の管を使用しないため、熱媒体の封
入も容易である。
しているため、相変化を伴わず、潜熱分のエネルギーを
必要としない。また超臨界流体は、粘度が気体に近く低
いため、閉ループ内を循環させるエネルギーが小さくて
すむ。よって熱の搬送に必要なエネルギーが小さくてす
み、温度差が小さいところで使用できる。またウィック
を使用しない閉ループヒートパイプであるため、細径化
が可能であり、複数の管を使用しないため、熱媒体の封
入も容易である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、少ないエネルギーで熱
媒体を蛇行形状の閉ループヒートパイプ内に循環させる
ことができ、高効率な熱搬送が可能となる。
媒体を蛇行形状の閉ループヒートパイプ内に循環させる
ことができ、高効率な熱搬送が可能となる。
【図１】 本発明の第1の実施形態の概略図である。
【図２】 二酸化炭素のモリエル線図である。
１ ヒートパイプ １ａ ヒートパイプ内部空間 ２ 受熱部 ３ 放熱部 ４ 断熱部
フロントページの続き (72)発明者 広 直樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 山本 泰司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 閉ループを形成する管状空間を有する外
装を備え、前記管状空間に熱媒体を封入したものにおい
て、前記閉ループは受熱部と放熱部を多数回往復する蛇
行形状を備え、且つ前記熱媒体は超臨界領域で使用さ
れ、受熱部で熱量を吸収し、放熱部において熱量を放出
することを特徴とする熱搬送装置。 - 【請求項２】 前記熱媒体は二酸化炭素であることを特
徴とする、請求項１に記載の熱搬送装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35589899A JP2001174175A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 熱搬送装置 |
| EP00307963A EP1085287A3 (en) | 1999-09-17 | 2000-09-14 | Heat carrier |
| US09/662,330 US6530420B1 (en) | 1999-09-17 | 2000-09-14 | Heat carrier |
| CNB001338544A CN1188656C (zh) | 1999-09-17 | 2000-09-16 | 载热器 |
| TW089118937A TW468028B (en) | 1999-09-17 | 2001-05-01 | Heat carrier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35589899A JP2001174175A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 熱搬送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174175A true JP2001174175A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18446302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35589899A Pending JP2001174175A (ja) | 1999-09-17 | 1999-12-15 | 熱搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001174175A (ja) |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35589899A patent/JP2001174175A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8773855B2 (en) | Heat-dissipating device and electric apparatus having the same | |
| US20210392783A1 (en) | Phase-change heat dissipation device | |
| CN101900504A (zh) | 平板式环路热管 | |
| JP2009052757A (ja) | サイフォン式循環型ヒートパイプ | |
| TW201010590A (en) | Heat dissipation module, flat heat column thereof and manufacturing method for flat heat column | |
| CN107131784A (zh) | 基于平板环路热管的均热板 | |
| CN107092321A (zh) | 一种计算机的相变散热机箱 | |
| JP2021527922A (ja) | 相変化冷却モジュール及びこれを用いるバッテリーパック | |
| KR200383783Y1 (ko) | 루프식 히트파이프 시스템 | |
| KR20100108978A (ko) | 버블젯을 이용한 루프형 히트파이프 | |
| JP2008170117A (ja) | ループ型ヒートパイプ | |
| CN104422320A (zh) | 热管 | |
| JP2001174175A (ja) | 熱搬送装置 | |
| JP2005533231A (ja) | 冷却システム | |
| KR200242427Y1 (ko) | 고효율 열매체 방열기를 이용한 3중관 열교환기 및 이를이용한 보일러장치 | |
| US11680997B2 (en) | Cooling system of a magnetic resonance apparatus and magnetic resonance apparatus | |
| JP2001091170A (ja) | 熱搬送装置 | |
| JP2005214479A (ja) | 冷却装置 | |
| KR200190443Y1 (ko) | 히트파이프 타입 보일러 | |
| CN207019499U (zh) | 散热器与散热设备 | |
| JP2002115981A (ja) | 熱輸送装置 | |
| CN206092915U (zh) | 齿轮箱的箱体以及齿轮箱 | |
| KR200345115Y1 (ko) | 팬을 이용한 에어로 핀 단열시스템 | |
| JP3526801B2 (ja) | 気泡循環熱交換装置 | |
| CN105041706B (zh) | 一种热水循环泵泵轴 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031209 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |