JP2002013883A - 熱伝導体並びに熱交換器 - Google Patents
熱伝導体並びに熱交換器Info
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- 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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/06—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
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- F28D2015/0225—Microheat pipes
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のヒートパイプと同等以上に熱伝導性に
すぐれ、極めて小径でかつ長尺の熱伝導体を構成できる
ほか、種々の熱交換器を容易に構成できる新規な高性能
熱伝導体並びに熱交換器。 【解決手段】 内径が0.3mm程度の小径管材を束ねて毛
細管現象を応用して内外面に親水性化した膜を設けるこ
とにより、小径管材束の多くの内外表面を水が容易にか
つ高速で移動できるため、この小径管材束と水とで伝熱
特性のすぐれた熱伝導体が得られ、これを用いて高性能
な熱交換器を形成できる。
すぐれ、極めて小径でかつ長尺の熱伝導体を構成できる
ほか、種々の熱交換器を容易に構成できる新規な高性能
熱伝導体並びに熱交換器。 【解決手段】 内径が0.3mm程度の小径管材を束ねて毛
細管現象を応用して内外面に親水性化した膜を設けるこ
とにより、小径管材束の多くの内外表面を水が容易にか
つ高速で移動できるため、この小径管材束と水とで伝熱
特性のすぐれた熱伝導体が得られ、これを用いて高性能
な熱交換器を形成できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、簡単な構成です
ぐれた熱伝導性を有し、小径でかつ長尺の熱伝導体を構
成できるほか、種々の熱交換器を容易に構成できる新規
な高性能熱伝導体並びに熱交換器に関する。
ぐれた熱伝導性を有し、小径でかつ長尺の熱伝導体を構
成できるほか、種々の熱交換器を容易に構成できる新規
な高性能熱伝導体並びに熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】高性能な熱伝導体として、ヒートパイプ
が多用されている。所要の流体を内蔵して密閉された構
成からなるパイプにおいて、一方端が入熱側、他方端が
放熱側とすると、例えば入熱側で加熱されて気化した蒸
気がパイプ内を放熱側に移動して、放熱して水となって
入熱側に戻る構成からなる。
が多用されている。所要の流体を内蔵して密閉された構
成からなるパイプにおいて、一方端が入熱側、他方端が
放熱側とすると、例えば入熱側で加熱されて気化した蒸
気がパイプ内を放熱側に移動して、放熱して水となって
入熱側に戻る構成からなる。
【0003】ヒートパイプは、熱伝導率が銅材程度である
が、構造が極めて簡単であり、比較的小径でかつ長尺、
あるいは折り曲げなどの変形などにも対応できるため、
種々の電子機器の放熱用ヒートシンクや、入熱用のデバ
イスとして利用される。
が、構造が極めて簡単であり、比較的小径でかつ長尺、
あるいは折り曲げなどの変形などにも対応できるため、
種々の電子機器の放熱用ヒートシンクや、入熱用のデバ
イスとして利用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方、DNAの解析や分
子認識、バイオセンサー、ガスセンサー等の化学や科学
の実験、試験において、種々温度に設定したり、直ちに
温度変更が可能な応答反応が早く、かつ温度分布が均一
な恒温槽が必要とされている。
子認識、バイオセンサー、ガスセンサー等の化学や科学
の実験、試験において、種々温度に設定したり、直ちに
温度変更が可能な応答反応が早く、かつ温度分布が均一
な恒温槽が必要とされている。
【0005】反応性を向上させるために、ヒートパイプのご
とき高性能な熱伝導体で容器を制作し、所要の熱源並び
にそのコントローラーと接続した構成とすることで、反
応速度の向上と容器内部の温度の均一性が得られるもの
と考えられる。
とき高性能な熱伝導体で容器を制作し、所要の熱源並び
にそのコントローラーと接続した構成とすることで、反
応速度の向上と容器内部の温度の均一性が得られるもの
と考えられる。
【0006】高い温度の均一性が要求される恒温槽の用途を
はじめ、前記の電子機器の放熱用ヒートシンクや入熱用
のデバイスなどの一般的な用途においても、熱の入出反
応が早く高性能な熱伝導体が求められている。
はじめ、前記の電子機器の放熱用ヒートシンクや入熱用
のデバイスなどの一般的な用途においても、熱の入出反
応が早く高性能な熱伝導体が求められている。
【0007】この発明は、従来のヒートパイプと比較して一
層熱伝導性にすぐれ、数mmあるいは1mm以下の極めて小
径でかつ長尺、あるいは板状、管状などの種々形状の熱
伝導体を容易に構成できるほか、種々用途の熱交換器を
容易に構成できる新規な高性能熱伝導体並びに熱交換器
の提供を目的としている。
層熱伝導性にすぐれ、数mmあるいは1mm以下の極めて小
径でかつ長尺、あるいは板状、管状などの種々形状の熱
伝導体を容易に構成できるほか、種々用途の熱交換器を
容易に構成できる新規な高性能熱伝導体並びに熱交換器
の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者らは、極めて小径
でかつ長尺の熱伝導体を目的に種々検討した結果、例え
ば内径が0.3mmの小径管、あるいは外径が0.3mmの線材な
どからなる小径管材を束ねて毛細管現象を応用して内外
面に親水性化した膜を設けることにより、小径管材束の
多くの内外表面を水が容易にかつ高速で移動できるた
め、この小径管材束と水及び容器管とで伝熱特性のすぐ
れた熱伝導体が得られ、これを用いて高性能な熱交換器
を形成できることを知見した。
でかつ長尺の熱伝導体を目的に種々検討した結果、例え
ば内径が0.3mmの小径管、あるいは外径が0.3mmの線材な
どからなる小径管材を束ねて毛細管現象を応用して内外
面に親水性化した膜を設けることにより、小径管材束の
多くの内外表面を水が容易にかつ高速で移動できるた
め、この小径管材束と水及び容器管とで伝熱特性のすぐ
れた熱伝導体が得られ、これを用いて高性能な熱交換器
を形成できることを知見した。
【0009】また、発明者らは、所要の寸法形状を有する管
内に、前記の親水性化した内外表面を有する小径管材の
複数を内蔵した構成からなる熱伝導管を作製し、この熱
伝導管を複数本並列固着させると、板状の熱伝導体を作
製でき、またこの熱伝導管を円筒状に並べると、筒状の
熱伝導体を作製でき、さらに板状の熱伝導体を用いて、
種々容器を作製できることを知見し、この発明を完成し
た。
内に、前記の親水性化した内外表面を有する小径管材の
複数を内蔵した構成からなる熱伝導管を作製し、この熱
伝導管を複数本並列固着させると、板状の熱伝導体を作
製でき、またこの熱伝導管を円筒状に並べると、筒状の
熱伝導体を作製でき、さらに板状の熱伝導体を用いて、
種々容器を作製できることを知見し、この発明を完成し
た。
【0010】すなわち、この発明は、親水性化した表面部を
有する小径管材又は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱
通路体を有し、前記小径管材又は網材の表面部に沿って
移動可能に減圧下で保持された気液流体が主な伝熱媒体
となる熱伝導体となることを特徴とする高性能熱伝導体
である。
有する小径管材又は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱
通路体を有し、前記小径管材又は網材の表面部に沿って
移動可能に減圧下で保持された気液流体が主な伝熱媒体
となる熱伝導体となることを特徴とする高性能熱伝導体
である。
【0011】また、この発明は、親水性化した表面部を有す
る小径管材又は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱通路
体を有し、前記小径管材又は網材の該表面部に沿って移
動可能に減圧下で保持された気液流体が主な伝熱媒体と
なり、受熱手段と放熱手段を有し、あるいはさらに伝熱
通路体の高温側の所要箇所に疎水性表面を設けたことを
特徴とする高性能熱交換器である。
る小径管材又は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱通路
体を有し、前記小径管材又は網材の該表面部に沿って移
動可能に減圧下で保持された気液流体が主な伝熱媒体と
なり、受熱手段と放熱手段を有し、あるいはさらに伝熱
通路体の高温側の所要箇所に疎水性表面を設けたことを
特徴とする高性能熱交換器である。
【0012】さらに、この発明は、上記構成の熱交換器にお
いて、 1)伝熱通路体と水を収納した容器を有し、気液流体の循
環手段を有する構成、 2)親水性化した膜がTiO2を含む光半導体を有する構成、 3)小径管材に、紫外線照射可能な光ファイバーを束ねて
おき、適宜紫外線照射を行い、光半導体を活性化させる
構成、 4)小径管材内径が1mm以下、外径が1.5mm以下である構
成、 5)気液流体が水である構成、を併せて提案する。
いて、 1)伝熱通路体と水を収納した容器を有し、気液流体の循
環手段を有する構成、 2)親水性化した膜がTiO2を含む光半導体を有する構成、 3)小径管材に、紫外線照射可能な光ファイバーを束ねて
おき、適宜紫外線照射を行い、光半導体を活性化させる
構成、 4)小径管材内径が1mm以下、外径が1.5mm以下である構
成、 5)気液流体が水である構成、を併せて提案する。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明による熱伝導体と熱交換
器は、直線状、コイル状などの種々形態の線材や管など
の小径管材、あるいはさらにこれら線材等で編んだ網状
材を用い、1本あるいは複数本を束ねた小径管材束や網
状材が、断面が円、楕円、矩形等の容器管に内蔵されて
伝熱通路体となり、各小径管材や網状材の内外表面を親
水性化するか、あるいは親水性化した膜を設けることを
特徴とする。
器は、直線状、コイル状などの種々形態の線材や管など
の小径管材、あるいはさらにこれら線材等で編んだ網状
材を用い、1本あるいは複数本を束ねた小径管材束や網
状材が、断面が円、楕円、矩形等の容器管に内蔵されて
伝熱通路体となり、各小径管材や網状材の内外表面を親
水性化するか、あるいは親水性化した膜を設けることを
特徴とする。
【0014】この発明において、小径管材は、これを束ねて
毛細管現象を応用してそれぞれの内外面に塗膜を形成で
きる程度、すなわち毛管と呼べる程度の内外径を有する
管、あるいは線材も同様に好ましい。管寸法として好ま
しくは、内径が1mm以下、外径が2mmであり、さらに好ま
しくは、内径が0.5mm以下である。また、線材の外径
は、外径が数mmから1mm以下、0.1mm以下など選択した素
材と線材に加工できる寸法、目的の熱伝導体寸法などに
応じて適宜選定するとよい。
毛細管現象を応用してそれぞれの内外面に塗膜を形成で
きる程度、すなわち毛管と呼べる程度の内外径を有する
管、あるいは線材も同様に好ましい。管寸法として好ま
しくは、内径が1mm以下、外径が2mmであり、さらに好ま
しくは、内径が0.5mm以下である。また、線材の外径
は、外径が数mmから1mm以下、0.1mm以下など選択した素
材と線材に加工できる寸法、目的の熱伝導体寸法などに
応じて適宜選定するとよい。
【0015】小径管材の材料としては、線材、管材が得られ
る公知のいずれの材質も採用できるため、特に限定しな
い。酸化チタンやガラスを含む種々セラミックス等も利
用でき、耐食性にすぐれるとともに小径化が容易なステ
ンレス鋼も好ましい例である。例えば、ステンレス鋼に
よる毛管としては、内径×外径が、0.13×0.31mm、0.19
×0.41mm、0.30×0.55mm、0.51×0.81mm、0.90×1.26mm
などの毛管サイズのものが市販されている。
る公知のいずれの材質も採用できるため、特に限定しな
い。酸化チタンやガラスを含む種々セラミックス等も利
用でき、耐食性にすぐれるとともに小径化が容易なステ
ンレス鋼も好ましい例である。例えば、ステンレス鋼に
よる毛管としては、内径×外径が、0.13×0.31mm、0.19
×0.41mm、0.30×0.55mm、0.51×0.81mm、0.90×1.26mm
などの毛管サイズのものが市販されている。
【0016】網状材は、前記の線材あるいは管材で構成する
ことができ、その形態や編み方等は公知のいずれのもの
も採用可能である。
ことができ、その形態や編み方等は公知のいずれのもの
も採用可能である。
【0017】伝熱通路体を構成するため、小径管材又は網状
材の収納容器となる容器管は、目的の熱伝導体の形態に
応じて公知の金属、合金、セラミックス、樹脂材のいず
れも採用することができ、断面形状も円、楕円、三角
形、矩形等いずれの形状も採用できる。
材の収納容器となる容器管は、目的の熱伝導体の形態に
応じて公知の金属、合金、セラミックス、樹脂材のいず
れも採用することができ、断面形状も円、楕円、三角
形、矩形等いずれの形状も採用できる。
【0018】親水性化した膜を形成する方法、物質としては
特に限定しないが、例えば公知の光半導体、アナターゼ
型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステ
ン、チタン酸ストロンチウム等の酸化物が適宜選定でき
る。
特に限定しないが、例えば公知の光半導体、アナターゼ
型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマス、三酸化タングステ
ン、チタン酸ストロンチウム等の酸化物が適宜選定でき
る。
【0019】成膜方法は、前記酸化物などの溶液を作製し
て、小径管材を束ねて毛細管現象を応用して小径管材の
内外面に塗膜を形成する方法等、公知の塗布、塗装方法
を適宜採用することができる。
て、小径管材を束ねて毛細管現象を応用して小径管材の
内外面に塗膜を形成する方法等、公知の塗布、塗装方法
を適宜採用することができる。
【0020】親水性化する方法としては、公知のいずれの方
法でもよく、選択した超親水性を付与する物質などに応
じて適宜選定するとよいが、特に有効な方法として、酸
化チタンの光励起親水化方法があり、主に紫外線照射を
行う。
法でもよく、選択した超親水性を付与する物質などに応
じて適宜選定するとよいが、特に有効な方法として、酸
化チタンの光励起親水化方法があり、主に紫外線照射を
行う。
【0021】また、熱処理による親水化方法があり、例え
ば、チタン酸ストロンチウムでは300℃程度の熱処理で
親水化し、酸化チタンでは150℃の低温熱処理で親水化
が始まる。
ば、チタン酸ストロンチウムでは300℃程度の熱処理で
親水化し、酸化チタンでは150℃の低温熱処理で親水化
が始まる。
【0022】なお、光励起親水化方法において、選択した物
質や成膜方法などにより、一回の照射で親水化が恒久的
に発生しない場合もあるため、小径管材束に紫外線照射
可能な光ファイバー等を束ねておき、適宜紫外線照射を
行い、光半導体を活性化させることが可能である。
質や成膜方法などにより、一回の照射で親水化が恒久的
に発生しない場合もあるため、小径管材束に紫外線照射
可能な光ファイバー等を束ねておき、適宜紫外線照射を
行い、光半導体を活性化させることが可能である。
【0023】この発明の熱伝導体おいて、気液流体には気化
可能な液体、水やメタノール類、さらには低粘性の油な
どを用いることが可能である。熱伝導体の構成として
は、管を端面から見た図1Aに示すごとく、前述の方法で
親水性化した内外表面を有する小径管材1の1本又は複数
本を伝熱通路体として用いる。
可能な液体、水やメタノール類、さらには低粘性の油な
どを用いることが可能である。熱伝導体の構成として
は、管を端面から見た図1Aに示すごとく、前述の方法で
親水性化した内外表面を有する小径管材1の1本又は複数
本を伝熱通路体として用いる。
【0024】複数本の小径管材1は束ねるか、あるいは両端
部で図示しないスペーサーを介在させるか、あるいは格
子板に挿入配置して管材1間に所定隔間を保持させ、図1
Bに示すごとくこれを別の容器管2内に挿入し、減圧下で
例えば水を入れて容器管2の両端を封止することで、前
記小径管材1内外表面に沿って移動可能に減圧下で保持
された水が主な伝熱媒体となる熱伝導体3を構成するこ
とができる。この容器管2内周面も親水化した表面とす
るとよい。
部で図示しないスペーサーを介在させるか、あるいは格
子板に挿入配置して管材1間に所定隔間を保持させ、図1
Bに示すごとくこれを別の容器管2内に挿入し、減圧下で
例えば水を入れて容器管2の両端を封止することで、前
記小径管材1内外表面に沿って移動可能に減圧下で保持
された水が主な伝熱媒体となる熱伝導体3を構成するこ
とができる。この容器管2内周面も親水化した表面とす
るとよい。
【0025】ここで減圧の程度は、超高真空である必要もな
く、特に限定しないが、少なくとも前記の水を所定量注
入可能であればよく、また減圧、真空下では水の移動、
沸騰もし易くなり、熱伝導に有利である。
く、特に限定しないが、少なくとも前記の水を所定量注
入可能であればよく、また減圧、真空下では水の移動、
沸騰もし易くなり、熱伝導に有利である。
【0026】図1Cに示す長尺の熱伝導体3の両端にフィン4,5
を設けることで、簡単な熱交換器を構成でき、この一方
端を高温側、他方を低温側として、例えば高温側が受熱
面とすれば、他方の低温側のフィン5など放熱できるよ
うにすれば、高温側から低温側へ熱を移動させることが
できる。もちろん、これとは逆に冷熱を移動させること
も可能である。
を設けることで、簡単な熱交換器を構成でき、この一方
端を高温側、他方を低温側として、例えば高温側が受熱
面とすれば、他方の低温側のフィン5など放熱できるよ
うにすれば、高温側から低温側へ熱を移動させることが
できる。もちろん、これとは逆に冷熱を移動させること
も可能である。
【0027】複数本の小径管材1は容器管2内に配置するが、
配置パターンは、小径管材1の管長さ、管外径、管内
径、管間隔、本数、さらには小径管材1に外径の異なる
ものを組み合せる等の諸条件を勘案して、種々の配置パ
ターンを採用することが可能である。もちろん、小径管
材に代えて網材も同様に配置できる。
配置パターンは、小径管材1の管長さ、管外径、管内
径、管間隔、本数、さらには小径管材1に外径の異なる
ものを組み合せる等の諸条件を勘案して、種々の配置パ
ターンを採用することが可能である。もちろん、小径管
材に代えて網材も同様に配置できる。
【0028】ここで重要なことは、容器管2内の水量であ
り、容器管2の内容積から小径管材1群の体積を引いた純
内容積に対して、含み得る水の量は前記諸条件で異な
り、熱伝導率も異なってくるため、最適量を見い出す必
要がある。
り、容器管2の内容積から小径管材1群の体積を引いた純
内容積に対して、含み得る水の量は前記諸条件で異な
り、熱伝導率も異なってくるため、最適量を見い出す必
要がある。
【0029】配置パターンの決定において、容器管2の形状
も種々の形状を採用できることから、容器管2の形状を
考慮した前記の配置パターンを採用する必要がある。な
お、容器管の材質も小径管材と同様に管材などが得られ
る公知のいずれの材質も採用できるため、特に限定しな
い。
も種々の形状を採用できることから、容器管2の形状を
考慮した前記の配置パターンを採用する必要がある。な
お、容器管の材質も小径管材と同様に管材などが得られ
る公知のいずれの材質も採用できるため、特に限定しな
い。
【0030】この発明による熱交換器の構成としては、図1C
に示すごとく一本の熱伝導体3を用いたヒートパイプ状
の簡単な熱交換器の構成の他、熱伝導体を多数束ねた
り、熱伝導体の構成を多重管配置とすることもできる。
に示すごとく一本の熱伝導体3を用いたヒートパイプ状
の簡単な熱交換器の構成の他、熱伝導体を多数束ねた
り、熱伝導体の構成を多重管配置とすることもできる。
【0031】また、例えば長さ50mm、外径0.6mmの容器管の
中に、長さ50mm、外径0.3mmの親水性化した内外表面を
有する小径管材を配置した熱伝導管10を作製し、図2Aに
示すごとく、この熱伝導管10を10本並列固着させると、
長さ50mm、幅6mm、厚み0.6mmの板状熱伝導体11を作製で
きる。なお、図では、容器管内の小径管材表示を省略し
ている。
中に、長さ50mm、外径0.3mmの親水性化した内外表面を
有する小径管材を配置した熱伝導管10を作製し、図2Aに
示すごとく、この熱伝導管10を10本並列固着させると、
長さ50mm、幅6mm、厚み0.6mmの板状熱伝導体11を作製で
きる。なお、図では、容器管内の小径管材表示を省略し
ている。
【0032】上記の熱伝導管10を円筒状に並べると、図2Bに
示すごとく、長さ50mm、厚み0.6mmで、用いた本数に応
じた任意の外径を有する筒状熱伝導体12を作製できる。
示すごとく、長さ50mm、厚み0.6mmで、用いた本数に応
じた任意の外径を有する筒状熱伝導体12を作製できる。
【0033】さらに、長さを所要長さの長尺化した小径管材
を内蔵配置した長尺熱伝導管20を用意して、複数本まと
めた長尺の帯状熱伝導体21を形成し、これを例えば円筒
に巻き付けて図3Aに示すごとく、円筒状熱伝導体22を容
易に形成することが可能である。
を内蔵配置した長尺熱伝導管20を用意して、複数本まと
めた長尺の帯状熱伝導体21を形成し、これを例えば円筒
に巻き付けて図3Aに示すごとく、円筒状熱伝導体22を容
易に形成することが可能である。
【0034】また、帯状熱伝導体21を渦巻状態として、図3B
に示すごとく、円板状熱伝導体23を形成することが可能
である。従って、図3Cに示すごとく、円筒状熱伝導体22
と円板状熱伝導体23を用いて、熱伝導体からなる容器24
を作製することができる。例えば、所要の熱源並びにそ
のコントローラーと接続した構成となして、温度分布が
均一な恒温槽、あるいは温度変更が迅速な試験槽等を容
易に製作できる。
に示すごとく、円板状熱伝導体23を形成することが可能
である。従って、図3Cに示すごとく、円筒状熱伝導体22
と円板状熱伝導体23を用いて、熱伝導体からなる容器24
を作製することができる。例えば、所要の熱源並びにそ
のコントローラーと接続した構成となして、温度分布が
均一な恒温槽、あるいは温度変更が迅速な試験槽等を容
易に製作できる。
【0035】また、熱伝導体の内面や小径管材の内外面を親
水性化した表面とするが、熱交換器の高温側において、
所要表面部に部分的に疎水性面を設けることにより、接
触角が大きくなり、沸騰核ができやすく蒸発の過熱度が
低くなり、熱交換器の性能を向上させることが可能とな
る。
水性化した表面とするが、熱交換器の高温側において、
所要表面部に部分的に疎水性面を設けることにより、接
触角が大きくなり、沸騰核ができやすく蒸発の過熱度が
低くなり、熱交換器の性能を向上させることが可能とな
る。
【0036】
【実施例】親水性化した膜を形成するための溶液を公知
の方法で作製して、固形分濃度が0.5重量%のTiO2コーテ
ィング溶液を得た。
の方法で作製して、固形分濃度が0.5重量%のTiO2コーテ
ィング溶液を得た。
【0037】小径管材として、ステンレス鋼製の内径0.19×
外径0.41mm、内径0.30×外径0.55mm、容器管として内径
2mmの銅管を用い、前記コーティング液を用いて減圧吸
引式の塗布を行い、各管内外表面に光触媒被膜を設け
た。150℃で30分加熱の乾燥固化後に、照度0.5mW/cm2の
紫外線を照射して形成した光触媒層を親水化処理した。
外径0.41mm、内径0.30×外径0.55mm、容器管として内径
2mmの銅管を用い、前記コーティング液を用いて減圧吸
引式の塗布を行い、各管内外表面に光触媒被膜を設け
た。150℃で30分加熱の乾燥固化後に、照度0.5mW/cm2の
紫外線を照射して形成した光触媒層を親水化処理した。
【0038】容器管の内径2mmの銅管内に、外径0.41mm又は
外径0.55mmのステンレス鋼管を複数本それぞれ所要パタ
ーン(空間率0.343〜0.453)で挿入配置して、水又はエタ
ノールを減圧下で種々量を吸引封入して熱伝導体を作製
した。
外径0.55mmのステンレス鋼管を複数本それぞれ所要パタ
ーン(空間率0.343〜0.453)で挿入配置して、水又はエタ
ノールを減圧下で種々量を吸引封入して熱伝導体を作製
した。
【0039】得られた種々構成の熱伝導体の熱伝導率を測定
し、液量と熱伝導率との関係を調査したところ、上記の
いずれの空間率の場合もその空間率で収容可能な最大量
(大気圧)の0.8〜0.85程度の液量の場合、熱伝導率が向
上して少なくとも4000(W/mK)を超える程度の性能が得ら
れた。
し、液量と熱伝導率との関係を調査したところ、上記の
いずれの空間率の場合もその空間率で収容可能な最大量
(大気圧)の0.8〜0.85程度の液量の場合、熱伝導率が向
上して少なくとも4000(W/mK)を超える程度の性能が得ら
れた。
【0040】
【発明の効果】この発明によると、従来のヒートパイプ
を大きく凌ぐ熱伝導性を発揮し、極めて小径でかつ長
尺、あるいは種々形状の熱伝導体を構成できるほか、種
々用途、形態の熱交換器を容易に構成できる。
を大きく凌ぐ熱伝導性を発揮し、極めて小径でかつ長
尺、あるいは種々形状の熱伝導体を構成できるほか、種
々用途、形態の熱交換器を容易に構成できる。
【0041】また、この発明による熱伝導体は、例えば外径
3mm以下の小径のパイプ状の構成とすることが可能であ
り、恒温カプセルの作製、パワートランジスタやCPUの
冷却など新規な用途の熱交換器を作製することが可能で
ある。
3mm以下の小径のパイプ状の構成とすることが可能であ
り、恒温カプセルの作製、パワートランジスタやCPUの
冷却など新規な用途の熱交換器を作製することが可能で
ある。
【図1】Aは管端面からみた小径管材の束を示す模式図、
Bは容器管と小径管材の配置例を示す管端面からみた模
式図、Cは長尺の熱伝導体を示す説明図である。
Bは容器管と小径管材の配置例を示す管端面からみた模
式図、Cは長尺の熱伝導体を示す説明図である。
【図2】Aはこの発明による熱伝導体の構成例を示す説明
図、Bはこの発明による熱伝導体の他の構成例を示す斜
視説明図である。
図、Bはこの発明による熱伝導体の他の構成例を示す斜
視説明図である。
【図3】Aはこの発明による円筒状熱伝導体の構成例を示
す説明図、Bはこの発明による円板状熱伝導体の構成例
を示す説明図である。
す説明図、Bはこの発明による円板状熱伝導体の構成例
を示す説明図である。
【図4】この発明による熱伝導体から構成される容器の
斜視説明図である。
斜視説明図である。
1 小径管材 2 容器管 3 熱伝導体 4,5 フィン 10 熱伝導管 11 板状熱伝導体 12 筒状熱伝導体 20 長尺熱伝導管 21 帯状熱伝導体 22 円筒状熱伝導体 23 円板状熱伝導体 24 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木谷 一夫 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密工 業株式会社内 (72)発明者 安東 賢二 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密工 業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 親水性化した表面部を有する小径管材又
は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱通路体を有し、前
記小径管材又は網材の該表面部に沿って移動可能に減圧
下で保持された気液流体が主な伝熱媒体となる熱伝導
体。 - 【請求項2】 親水性化した表面部を有する小径管材又
は網材を少なくとも1つ内蔵した伝熱通路体を有し、少
なくとも前記小径管材又は網材の該表面部に沿って移動
可能に減圧下で保持された気液流体が主な伝熱媒体とな
り、受熱手段と放熱手段を有する熱交換器。 - 【請求項3】 伝熱通路体内の小径管材は、その高温側
の所要箇所に疎水性表面を有する請求項2に記載の熱交
換器。 - 【請求項4】 伝熱通路体と気液流体を収納した容器を
有し、気液流体の循環手段を有する請求項2に記載の熱
交換器。 - 【請求項5】 光半導体による親水性化した表面を有す
る請求項2に記載の熱交換器。 - 【請求項6】 小径管材として、紫外線照射可能な光フ
ァイバーを用い、適宜UV照射を行い、光半導体を活性化
させる請求項5に記載の熱交換器。 - 【請求項7】 小径管材が管で内径が1mm以下、外径が1.
5mm以下である請求項2に記載の熱交換器。 - 【請求項8】 気液流体が水である請求項2に記載の熱交
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000198604A JP2002013883A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 熱伝導体並びに熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000198604A JP2002013883A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 熱伝導体並びに熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002013883A true JP2002013883A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18696747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000198604A Pending JP2002013883A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 熱伝導体並びに熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002013883A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002345964A (ja) * | 2001-05-28 | 2002-12-03 | Teijin Ltd | 医療用圧力変動型酸素濃縮装置 |
| WO2010006815A2 (de) | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Donald Herbst | Wärmetauscher, verfahren zum betreiben des wärmetauschers und verwendung des wärmetauschers in einer klimaanlage |
| KR101390737B1 (ko) * | 2013-04-08 | 2014-04-30 | 국민대학교산학협력단 | 열교환기용 열교환파이프 및 그 제조방법 |
| CN107462094A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-12 | 四川建源节能科技有限公司 | 相变集热腔热管组 |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000198604A patent/JP2002013883A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002345964A (ja) * | 2001-05-28 | 2002-12-03 | Teijin Ltd | 医療用圧力変動型酸素濃縮装置 |
| WO2010006815A2 (de) | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Donald Herbst | Wärmetauscher, verfahren zum betreiben des wärmetauschers und verwendung des wärmetauschers in einer klimaanlage |
| WO2010006815A3 (de) * | 2008-07-18 | 2010-10-14 | Donald Herbst | Wärmetauscher, verfahren zum betreiben des wärmetauschers und verwendung des wärmetauschers in einer klimaanlage |
| KR101390737B1 (ko) * | 2013-04-08 | 2014-04-30 | 국민대학교산학협력단 | 열교환기용 열교환파이프 및 그 제조방법 |
| CN107462094A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-12 | 四川建源节能科技有限公司 | 相变集热腔热管组 |
| CN107462094B (zh) * | 2017-08-03 | 2018-05-11 | 四川建源节能科技有限公司 | 相变集热腔热管组 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20051021 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20051021 |