JP2003148886A - ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents
ヒートパイプ及びその製造方法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
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- F28D15/046—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 tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱効率を向上することのできるヒートパイ
プ及びその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 密閉状態の中空部２ａを有するパイプ本
体２と、該パイプ本体２の内周面に接するように配置さ
れた多孔質金属体層３と、前記パイプ本体２内に封入さ
れた作動流体Ｌとを備えてなり、前記多孔質金属体層３
は、その周方向に区画された第１の多孔質部３０とこの
第１の多孔質部３０より気孔率が小である第２の多孔質
部３１とを有してなり、前記多孔質金属体層３は、多数
の気孔を覆うスケルトン部が、内部に前記気孔より小径
な内部微細気孔を多数包含する有孔金属焼結体で形成さ
れていることを特徴とする。
プ及びその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 密閉状態の中空部２ａを有するパイプ本
体２と、該パイプ本体２の内周面に接するように配置さ
れた多孔質金属体層３と、前記パイプ本体２内に封入さ
れた作動流体Ｌとを備えてなり、前記多孔質金属体層３
は、その周方向に区画された第１の多孔質部３０とこの
第１の多孔質部３０より気孔率が小である第２の多孔質
部３１とを有してなり、前記多孔質金属体層３は、多数
の気孔を覆うスケルトン部が、内部に前記気孔より小径
な内部微細気孔を多数包含する有孔金属焼結体で形成さ
れていることを特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝達路として広
く使用されているヒートパイプに関するものである。
く使用されているヒートパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のヒートパイプの構造は、例えば、
銅やタングステン製の密封状態のパイプ本体内にウイッ
クと称される網状物や多孔性物質が装着され、脱気状態
のパイプ本体内に、例えば、水やナトリウム等の作動流
体を封入したものがある。
銅やタングステン製の密封状態のパイプ本体内にウイッ
クと称される網状物や多孔性物質が装着され、脱気状態
のパイプ本体内に、例えば、水やナトリウム等の作動流
体を封入したものがある。
【０００３】このウイックは、パイプ本体内の内面に毛
細管現象を起こすために設けられたもので、前記作動流
体は、気相と液相に変化しやすい媒体であり、ウイック
の部分では液化し、パイプ本体の中空部では蒸発／気化
した状態で存在している。ヒートパイプは、この作動流
体が内在するウイックの内部の毛細管現象による圧力上
昇、すなわち毛細管現象によって作動流体を循環させ内
部の熱サイクルを維持するものである。
細管現象を起こすために設けられたもので、前記作動流
体は、気相と液相に変化しやすい媒体であり、ウイック
の部分では液化し、パイプ本体の中空部では蒸発／気化
した状態で存在している。ヒートパイプは、この作動流
体が内在するウイックの内部の毛細管現象による圧力上
昇、すなわち毛細管現象によって作動流体を循環させ内
部の熱サイクルを維持するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ヒートパイプにおいては、ウイックが均一な多孔質層等
から構成されていたために、作動流体の移動は確保でき
るもののパイプ本体に対する伝熱効率が低く、ヒートパ
イプの熱交換効率が低いという問題点を有していた。ま
た、ヒートパイプを曲げて配管した場合に、曲げた部分
で多孔質部がパイプ本体から剥離してしまい、熱交換効
率を更に低下させるという問題があった。
ヒートパイプにおいては、ウイックが均一な多孔質層等
から構成されていたために、作動流体の移動は確保でき
るもののパイプ本体に対する伝熱効率が低く、ヒートパ
イプの熱交換効率が低いという問題点を有していた。ま
た、ヒートパイプを曲げて配管した場合に、曲げた部分
で多孔質部がパイプ本体から剥離してしまい、熱交換効
率を更に低下させるという問題があった。
【０００５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、その目的は、熱交換効率を向上させ得る
と共に、曲げ加工しても多孔質層が剥離することのない
ヒートパイプ及びその製造方法を提供することにある。
されたもので、その目的は、熱交換効率を向上させ得る
と共に、曲げ加工しても多孔質層が剥離することのない
ヒートパイプ及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は以下の手段を提供している。請求項１
に係る発明は、密閉状態の中空部を有するパイプ本体
と、該パイプ本体の内周面に接するように配置された多
孔質金属体層と、前記パイプ本体内に封入された作動流
体とを備えてなり、前記多孔質金属体層は、その周方向
に区画された第１の多孔質部とこの第１の多孔質部より
気孔率が小である第２の多孔質部とを有することを特徴
とするものである。
めに、この発明は以下の手段を提供している。請求項１
に係る発明は、密閉状態の中空部を有するパイプ本体
と、該パイプ本体の内周面に接するように配置された多
孔質金属体層と、前記パイプ本体内に封入された作動流
体とを備えてなり、前記多孔質金属体層は、その周方向
に区画された第１の多孔質部とこの第１の多孔質部より
気孔率が小である第２の多孔質部とを有することを特徴
とするものである。
【０００７】この発明に係るヒートパイプにおいては、
多孔質金属体層に気孔率の大きい第１の多孔質部とこの
第１の多孔質部より気孔率が小である第２の多孔質部が
形成されたので、作動流体の移動は主に第１の多孔質部
により確保され、パイプ本体と作動流体との間の熱交換
は主として第２の多孔質部により実現され、全体として
高い熱交換効率が得られる。
多孔質金属体層に気孔率の大きい第１の多孔質部とこの
第１の多孔質部より気孔率が小である第２の多孔質部が
形成されたので、作動流体の移動は主に第１の多孔質部
により確保され、パイプ本体と作動流体との間の熱交換
は主として第２の多孔質部により実現され、全体として
高い熱交換効率が得られる。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載のヒ
ートパイプにおいて、前記多孔質金属体層は、多数の気
孔を覆うスケルトン部が、内部に前記気孔より小径な内
部微細気孔を多数包含する有孔金属焼結体で形成されて
いることを特徴とするものである。
ートパイプにおいて、前記多孔質金属体層は、多数の気
孔を覆うスケルトン部が、内部に前記気孔より小径な内
部微細気孔を多数包含する有孔金属焼結体で形成されて
いることを特徴とするものである。
【０００９】この発明に係るヒートパイプにおいては、
多孔質金属体層に多数の気孔と内部微細気孔が包含され
ているので、作動流体が大径である気孔内を流通するこ
とにより、高い透過率が得られ、同時に、小径の内部微
細気孔によって高い毛細管圧力が得られる。
多孔質金属体層に多数の気孔と内部微細気孔が包含され
ているので、作動流体が大径である気孔内を流通するこ
とにより、高い透過率が得られ、同時に、小径の内部微
細気孔によって高い毛細管圧力が得られる。
【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１又は請求
項２に記載のヒートパイプにおいて、前記パイプ本体内
面には、その軸線方向に向けて複数の溝が環状配置さ
れ、該溝内に前記多孔質金属体層が圧入されていること
を特徴とするものである。
項２に記載のヒートパイプにおいて、前記パイプ本体内
面には、その軸線方向に向けて複数の溝が環状配置さ
れ、該溝内に前記多孔質金属体層が圧入されていること
を特徴とするものである。
【００１１】この発明に係るヒートパイプにおいては、
パイプ本体内面に複数の溝が環状配置され、この溝内に
多孔質金属体層が圧入されており、パイプ本体と多孔質
金属体層の密着を強固にしている。
パイプ本体内面に複数の溝が環状配置され、この溝内に
多孔質金属体層が圧入されており、パイプ本体と多孔質
金属体層の密着を強固にしている。
【００１２】請求項４に係る発明は、多孔質金属板をそ
の接合端部が重なり合うように筒状にして多孔質金属体
層を形成し、その筒状多孔質金属体層をパイプ本体内に
挿入し、その後、該パイプ本体内に前記多孔質金属体層
の内径より大径の球状部を有する引抜きプラグを挿入
し、かつこれをパイプ本体の軸線方向へ引き抜くことに
より前記多孔質金属板の重なり合った接合端部及び多孔
質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着すると共に中空
部を形成し、その後、該中空部内に作動流体を封入する
ことを特徴とするものである。
の接合端部が重なり合うように筒状にして多孔質金属体
層を形成し、その筒状多孔質金属体層をパイプ本体内に
挿入し、その後、該パイプ本体内に前記多孔質金属体層
の内径より大径の球状部を有する引抜きプラグを挿入
し、かつこれをパイプ本体の軸線方向へ引き抜くことに
より前記多孔質金属板の重なり合った接合端部及び多孔
質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着すると共に中空
部を形成し、その後、該中空部内に作動流体を封入する
ことを特徴とするものである。
【００１３】この発明に係るヒートパイプの製造方法に
おいては、球状部を有する引抜きプラグをパイプ本体の
軸線方向へ引き抜くことにより、多孔質金属板の重なり
合った部分が気孔率の小さい多孔質金属体層となる。ま
た、引抜きプラグの球状部は、多孔質金属体層の内径よ
り大きいので、これを引き抜くことで、多孔質金属体層
がパイプ本体の内周面に圧着される。
おいては、球状部を有する引抜きプラグをパイプ本体の
軸線方向へ引き抜くことにより、多孔質金属板の重なり
合った部分が気孔率の小さい多孔質金属体層となる。ま
た、引抜きプラグの球状部は、多孔質金属体層の内径よ
り大きいので、これを引き抜くことで、多孔質金属体層
がパイプ本体の内周面に圧着される。
【００１４】請求項５に係る発明は、請求項４記載のヒ
ートパイプの製造方法において、前記引き抜きプラグに
より前記多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着
後、還元雰囲気中で熱処理することを特徴とするもので
ある。
ートパイプの製造方法において、前記引き抜きプラグに
より前記多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着
後、還元雰囲気中で熱処理することを特徴とするもので
ある。
【００１５】この発明に係るヒートパイプの製造方法に
おいては、還元雰囲気中での熱処理によって多孔質金属
体層をパイプ本体の内周面に確実に接合することができ
る。
おいては、還元雰囲気中での熱処理によって多孔質金属
体層をパイプ本体の内周面に確実に接合することができ
る。
【００１６】請求項６に係る発明は、請求項４記載のヒ
ートパイプの製造方法において、前記引抜きプラグで多
孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着する際に、予
め前記パイプ本体内周面を酸化処理し、かつ還元雰囲気
内で熱処理することを特徴とするものである。
ートパイプの製造方法において、前記引抜きプラグで多
孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着する際に、予
め前記パイプ本体内周面を酸化処理し、かつ還元雰囲気
内で熱処理することを特徴とするものである。
【００１７】この発明に係るヒートパイプの製造方法に
おいては、パイプ本体内周面を酸化処理し、かつ還元雰
囲気内で熱処理するために、接着強度が向上する。
おいては、パイプ本体内周面を酸化処理し、かつ還元雰
囲気内で熱処理するために、接着強度が向上する。
【００１８】請求項７に係る発明は、多孔質金属板を筒
状にして多孔質金属体層を形成し、その筒状多孔質金属
体層をパイプ本体内に挿入し、その後、該パイプ本体内
に前記多孔質金属体層の内径より大径であると共に、周
方向に複数の突出部を備えた略球状部を有する引抜きプ
ラグを挿入し、かつこれをパイプ本体の軸線方向へ引き
抜くことにより前記多孔質金属体層に気孔率の大きい部
位と小さい部位を形成しつつパイプ本体の内周面に圧着
すると共に前記多孔質金属体層に中空部を形成し、その
後、該中空部内に作動流体を封入することを特徴とする
ものである。
状にして多孔質金属体層を形成し、その筒状多孔質金属
体層をパイプ本体内に挿入し、その後、該パイプ本体内
に前記多孔質金属体層の内径より大径であると共に、周
方向に複数の突出部を備えた略球状部を有する引抜きプ
ラグを挿入し、かつこれをパイプ本体の軸線方向へ引き
抜くことにより前記多孔質金属体層に気孔率の大きい部
位と小さい部位を形成しつつパイプ本体の内周面に圧着
すると共に前記多孔質金属体層に中空部を形成し、その
後、該中空部内に作動流体を封入することを特徴とする
ものである。
【００１９】この発明に係るヒートパイプの製造方法に
おいては、多孔質金属体層の内径より大径であると共
に、周方向に複数の突出部を有する略球状部を有する引
抜きプラグを使用するので、多孔質金属体層に気孔率の
大きい部位と小さい部位を形成することができる。
おいては、多孔質金属体層の内径より大径であると共
に、周方向に複数の突出部を有する略球状部を有する引
抜きプラグを使用するので、多孔質金属体層に気孔率の
大きい部位と小さい部位を形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の一実施の形態について説明する。図１は、この発
明の第１実施形態に係るヒートパイプを示す断面図、図
２は図１における多孔質金属体層の拡大断面図である。
ここで、ヒートパイプ１は、銅やアルミニウム等の耐熱
材料で円筒状でかつ、密閉状態とされた中空部２ａを有
するパイプ本体２と、このパイプ本体２の内周面に接す
るように配置された多孔質金属体層３と、前記パイプ本
体２内に封入された水やナトリウム等の作動流体Ｌとを
備えている。
発明の一実施の形態について説明する。図１は、この発
明の第１実施形態に係るヒートパイプを示す断面図、図
２は図１における多孔質金属体層の拡大断面図である。
ここで、ヒートパイプ１は、銅やアルミニウム等の耐熱
材料で円筒状でかつ、密閉状態とされた中空部２ａを有
するパイプ本体２と、このパイプ本体２の内周面に接す
るように配置された多孔質金属体層３と、前記パイプ本
体２内に封入された水やナトリウム等の作動流体Ｌとを
備えている。
【００２１】また、前記多孔質金属体層３は、その周方
向に区画された第１の多孔質部３０とこの第１の多孔質
部３０より気孔率が小である第２の多孔質部３１とを有
している。
向に区画された第１の多孔質部３０とこの第１の多孔質
部３０より気孔率が小である第２の多孔質部３１とを有
している。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に、第１の多孔質部（疎な部分）３０
と第２の多孔質部（密な部分）３１の気孔率と孔径の範
囲を示す。気孔率、孔径の範囲は、互いに重なる範囲を
有する。
と第２の多孔質部（密な部分）３１の気孔率と孔径の範
囲を示す。気孔率、孔径の範囲は、互いに重なる範囲を
有する。
【００２４】多孔質金属体層３は、図２に示すように、
多数の気孔Ａを覆うスケルトン部３ａからなり、このス
ケルトン部３ａは内部に前記気孔Ａより小径の内部微細
気孔ａを多数包含する有孔金属焼結体で形成されてい
る。
多数の気孔Ａを覆うスケルトン部３ａからなり、このス
ケルトン部３ａは内部に前記気孔Ａより小径の内部微細
気孔ａを多数包含する有孔金属焼結体で形成されてい
る。
【００２５】このヒートパイプ１では、ウイックとして
形成された多孔質金属体層３に、多数の気孔Ａと内部微
細気孔ａが包含されているので、作動流体Ｌが大径であ
る気孔Ａ内を通過することにより、高い透過率が得ら
れ、同時に、小径の内部微細気孔ａによって実効的な細
孔径が小さくなり、高い毛細管圧力が得られる。更に、
気孔率が小である第２の多孔質部３１においても、小径
の内部微細気孔ａが更にに圧縮されて小さくなるので、
より高い毛細管圧力が得られる。また、このヒートパイ
プ１では、第２の多孔質部３１の気孔率を小としてある
ので、パイプ本体２との間の熱伝導について高い伝熱効
果が得られる。
形成された多孔質金属体層３に、多数の気孔Ａと内部微
細気孔ａが包含されているので、作動流体Ｌが大径であ
る気孔Ａ内を通過することにより、高い透過率が得ら
れ、同時に、小径の内部微細気孔ａによって実効的な細
孔径が小さくなり、高い毛細管圧力が得られる。更に、
気孔率が小である第２の多孔質部３１においても、小径
の内部微細気孔ａが更にに圧縮されて小さくなるので、
より高い毛細管圧力が得られる。また、このヒートパイ
プ１では、第２の多孔質部３１の気孔率を小としてある
ので、パイプ本体２との間の熱伝導について高い伝熱効
果が得られる。
【００２６】そして、このヒートパイプ１においては、
作動流体Ｌの移動の確保、及びパイプ本体２との間の熱
交換が多孔質金属体層３の第１、第２の多孔質部３０，
３１の双方によって為されるが、第１の多孔質部３０が
疎、第２の多孔質部が密とされているので、作動流体Ｌ
の移動の確保は主に第１の多孔質部３０によって為さ
れ、パイプ本体２との間の熱交換は主に、第２の多孔質
部３０によって為され、ヒートパイプ１全体として、高
い熱交換効率を得ることができる。
作動流体Ｌの移動の確保、及びパイプ本体２との間の熱
交換が多孔質金属体層３の第１、第２の多孔質部３０，
３１の双方によって為されるが、第１の多孔質部３０が
疎、第２の多孔質部が密とされているので、作動流体Ｌ
の移動の確保は主に第１の多孔質部３０によって為さ
れ、パイプ本体２との間の熱交換は主に、第２の多孔質
部３０によって為され、ヒートパイプ１全体として、高
い熱交換効率を得ることができる。
【００２７】次に、上記構成のヒートパイプの製造方法
について説明する。先ず、発泡金属スラリーを移動フィ
ルム上に供給し、一定厚さにスラリー成形体を帯状に形
成する。ここで、発泡金属スラリーの組成は、重量％
で、 炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．０５
〜１０％、 界面活性剤：０．０５〜５％、 水溶性樹脂結合剤：０．５〜２０％、 平均粒径：０．５〜５００μｍの金属粉：５〜８０％、 必要に応じて、多価アルコール、油脂、エーテル、およ
びエステルのうちの１種または２種以上からなる可塑
剤：０．１〜１５％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物である。
について説明する。先ず、発泡金属スラリーを移動フィ
ルム上に供給し、一定厚さにスラリー成形体を帯状に形
成する。ここで、発泡金属スラリーの組成は、重量％
で、 炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．０５
〜１０％、 界面活性剤：０．０５〜５％、 水溶性樹脂結合剤：０．５〜２０％、 平均粒径：０．５〜５００μｍの金属粉：５〜８０％、 必要に応じて、多価アルコール、油脂、エーテル、およ
びエステルのうちの１種または２種以上からなる可塑
剤：０．１〜１５％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物である。
【００２８】スラリー成形体は、ドラフタ−等によって
乾燥処理される。スラリー成形体を５℃以上に保持して
乾燥させると、前記炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系
有機溶剤は、水よりも大きい蒸気圧を有するので、これ
が気化し、ガスとなってスラリー成形体から蒸発する。
この後、高温状態で脱脂を行う。この処理により、スラ
リー成形体に気泡が多数発生して多孔質金属板が形成さ
れる。
乾燥処理される。スラリー成形体を５℃以上に保持して
乾燥させると、前記炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系
有機溶剤は、水よりも大きい蒸気圧を有するので、これ
が気化し、ガスとなってスラリー成形体から蒸発する。
この後、高温状態で脱脂を行う。この処理により、スラ
リー成形体に気泡が多数発生して多孔質金属板が形成さ
れる。
【００２９】形成された多孔質金属板は、焼結炉に入れ
られて焼結処理される。焼結温度は、９００〜１３５０
℃程度で行われる。焼結処理によって、図２に示すよう
に、気孔Ａを覆うスケルトン部３ａで構成された多孔質
金属体層３が得られ、スケルトン部３ａがその内部に前
記気孔Ａより小径の内部微細気孔ａが多数包含されてい
る有孔金属焼結体となる。
られて焼結処理される。焼結温度は、９００〜１３５０
℃程度で行われる。焼結処理によって、図２に示すよう
に、気孔Ａを覆うスケルトン部３ａで構成された多孔質
金属体層３が得られ、スケルトン部３ａがその内部に前
記気孔Ａより小径の内部微細気孔ａが多数包含されてい
る有孔金属焼結体となる。
【００３０】このように形成した、多孔質金属板を図３
に示すように、その接合端部３３が重なり合うように筒
状にして多孔質金属体層３を形成する。次に、図４に示
すように、筒状の多孔質金属体層３をパイプ本体２内に
挿入し、その後、該パイプ本体２内に前記多孔質金属体
層３の内径ｒより大径の球状部４ａを有する引抜きプラ
グ４を挿入し、かつこれをパイプ本体２の軸線方向Ｋへ
引き抜くことにより前記多孔質金属板の重なり合った接
合端部３３及び多孔質金属体層３をパイプ本体２の内周
面に圧着すると共に中空部２ａを形成する。そして、多
孔質金属体層３をパイプ本体２の内周面に圧着した後、
これらを還元雰囲気中で熱処理する。その後、形成され
た中空部２ａ内に水やナトリウム等の作動流体Ｌを封入
する。
に示すように、その接合端部３３が重なり合うように筒
状にして多孔質金属体層３を形成する。次に、図４に示
すように、筒状の多孔質金属体層３をパイプ本体２内に
挿入し、その後、該パイプ本体２内に前記多孔質金属体
層３の内径ｒより大径の球状部４ａを有する引抜きプラ
グ４を挿入し、かつこれをパイプ本体２の軸線方向Ｋへ
引き抜くことにより前記多孔質金属板の重なり合った接
合端部３３及び多孔質金属体層３をパイプ本体２の内周
面に圧着すると共に中空部２ａを形成する。そして、多
孔質金属体層３をパイプ本体２の内周面に圧着した後、
これらを還元雰囲気中で熱処理する。その後、形成され
た中空部２ａ内に水やナトリウム等の作動流体Ｌを封入
する。
【００３１】なお、上記の製造方法において、引抜きプ
ラグ４で多孔質金属体層３をパイプ本体２の内周面に圧
着する際に、予めパイプ本体２の内周面を酸化処理し、
かつ還元雰囲気内で熱処理するようにしてもよく、この
ようにした場合には接着強度が向上する。
ラグ４で多孔質金属体層３をパイプ本体２の内周面に圧
着する際に、予めパイプ本体２の内周面を酸化処理し、
かつ還元雰囲気内で熱処理するようにしてもよく、この
ようにした場合には接着強度が向上する。
【００３２】以上のようにして製造されたヒートパイプ
１は、多孔質金属体層３に、第１の多孔質部３０と多孔
質金属板の重なり合った部分が拡張、接合される。この
接合部は、拡散接合により気孔率の小さい第２の多孔質
部３１となるので、伝熱効率を向上することができる。
１は、多孔質金属体層３に、第１の多孔質部３０と多孔
質金属板の重なり合った部分が拡張、接合される。この
接合部は、拡散接合により気孔率の小さい第２の多孔質
部３１となるので、伝熱効率を向上することができる。
【００３３】図５は、この発明の第２実施形態に係るヒ
ートパイプを示す断面図である。本実施の形態におい
て、パイプ本体１２の内面には、その軸線方向に向けて
複数の溝１２ａが環状配置されている。そして、該溝１
２ａ内に多孔質金属体層１３が圧入されている。ここ
で、多孔質金属体層１３は、図３に示すように接合端部
３３が重なり合うようにしてパイプ本体１２内に挿入さ
れ、引抜きプラグ４により各溝１２ａ内に圧入されたも
のである。したがって、この場合も多孔質金属体層１３
は、気孔率の大きい部位１３ａと気孔率の小さい部位１
３ｂとから構成されている。
ートパイプを示す断面図である。本実施の形態におい
て、パイプ本体１２の内面には、その軸線方向に向けて
複数の溝１２ａが環状配置されている。そして、該溝１
２ａ内に多孔質金属体層１３が圧入されている。ここ
で、多孔質金属体層１３は、図３に示すように接合端部
３３が重なり合うようにしてパイプ本体１２内に挿入さ
れ、引抜きプラグ４により各溝１２ａ内に圧入されたも
のである。したがって、この場合も多孔質金属体層１３
は、気孔率の大きい部位１３ａと気孔率の小さい部位１
３ｂとから構成されている。
【００３４】以上のように構成した場合、パイプ本体１
２と多孔質金属体層１３の接触面積が増大して、相互の
馴染みがよくなり密着性が向上する。したがって、熱交
換効率の向上が図れると共に、ヒートパイプ１を曲げて
配置しても、多孔質金属体層１３がパイプ本体１２から
剥離することがない。
２と多孔質金属体層１３の接触面積が増大して、相互の
馴染みがよくなり密着性が向上する。したがって、熱交
換効率の向上が図れると共に、ヒートパイプ１を曲げて
配置しても、多孔質金属体層１３がパイプ本体１２から
剥離することがない。
【００３５】図６は、この発明の第３実施形態に係るヒ
ートパイプを示す断面図、図７は、その製造方法を示す
説明図である。本実施の形態において、ヒートパイプ１
は、多孔質金属板を筒状にして多孔質金属体層２３を形
成し、その筒状多孔質金属体層２３をパイプ本体２２内
に挿入し、その後、該パイプ本体２２内に前記多孔質金
属体層２３の内径より大径であると共に、周方向に複数
の突出部１４ａを備えた略球状部１４ｂを有する引抜き
プラグ１４を挿入し、かつこれをパイプ本体２２の軸線
方向Ｋへ引き抜くことにより前記多孔質金属体層２３に
気孔率の大きい部位２３ａと小さい部位２３ｂを形成し
つつパイプ本体２２の内周面に圧着する。同時に、前記
多孔質金属体層２３に中空部３４が形成され、その中空
部３４内に作動流体Ｌを封入する。
ートパイプを示す断面図、図７は、その製造方法を示す
説明図である。本実施の形態において、ヒートパイプ１
は、多孔質金属板を筒状にして多孔質金属体層２３を形
成し、その筒状多孔質金属体層２３をパイプ本体２２内
に挿入し、その後、該パイプ本体２２内に前記多孔質金
属体層２３の内径より大径であると共に、周方向に複数
の突出部１４ａを備えた略球状部１４ｂを有する引抜き
プラグ１４を挿入し、かつこれをパイプ本体２２の軸線
方向Ｋへ引き抜くことにより前記多孔質金属体層２３に
気孔率の大きい部位２３ａと小さい部位２３ｂを形成し
つつパイプ本体２２の内周面に圧着する。同時に、前記
多孔質金属体層２３に中空部３４が形成され、その中空
部３４内に作動流体Ｌを封入する。
【００３６】以上のように構成すると、パイプ本体２と
多孔質金属体層２３との密着性を向上することができ
る。したがって、熱交換効率の向上が図れると共に、ヒ
ートパイプ１を曲げて配置しても、多孔質金属体層２３
がパイプ本体２２から剥離することがない。
多孔質金属体層２３との密着性を向上することができ
る。したがって、熱交換効率の向上が図れると共に、ヒ
ートパイプ１を曲げて配置しても、多孔質金属体層２３
がパイプ本体２２から剥離することがない。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、パイプ本体の内周面に配置される多孔質金
属体層は、その周方向に区画された第１の多孔質部とこ
の第１の多孔質部より気孔率が小である第２の多孔質部
とを有するために、作動流体Ｌの移動の確保は主に第１
の多孔質部によって為され、パイプ本体との間の熱交換
は主に、第２の多孔質部によって為され、ヒートパイプ
全体として、高い熱交換効率を得ることができる。
明によれば、パイプ本体の内周面に配置される多孔質金
属体層は、その周方向に区画された第１の多孔質部とこ
の第１の多孔質部より気孔率が小である第２の多孔質部
とを有するために、作動流体Ｌの移動の確保は主に第１
の多孔質部によって為され、パイプ本体との間の熱交換
は主に、第２の多孔質部によって為され、ヒートパイプ
全体として、高い熱交換効率を得ることができる。
【００３８】また、請求項２に係る発明によれば、多孔
質金属体層は、多数の気孔を覆うスケルトン部が、内部
に前記気孔より小径な内部微細気孔を多数包含する有孔
金属焼結体で形成されているので、作動流体が大径であ
る気孔内を流通し、高い透過効率を得ることができる。
また、小径の内部微細孔によって高い毛細管圧力が得ら
れる。
質金属体層は、多数の気孔を覆うスケルトン部が、内部
に前記気孔より小径な内部微細気孔を多数包含する有孔
金属焼結体で形成されているので、作動流体が大径であ
る気孔内を流通し、高い透過効率を得ることができる。
また、小径の内部微細孔によって高い毛細管圧力が得ら
れる。
【００３９】また、請求項３に係る発明によれば、パイ
プ本体内面には、その軸線方向に向けて複数の溝が環状
配置され、該溝内に前記多孔質金属体層が圧入されてい
るので、パイプ本体と多孔質金属体層の接触面積が増大
し、強固に密着することができる。
プ本体内面には、その軸線方向に向けて複数の溝が環状
配置され、該溝内に前記多孔質金属体層が圧入されてい
るので、パイプ本体と多孔質金属体層の接触面積が増大
し、強固に密着することができる。
【００４０】また、請求項４に係る発明によれば、多孔
質金属体層の内径より大径の球状部を有する引抜きプラ
グを軸線方向へ引き抜くことにより、多孔質金属板の重
なり合った接合端部が押し潰されて拡散接合されるの
で、自動的に多孔質金属体層に密な部分と疎な部分が形
成される。したがって、作動流体の移動の確保は主に疎
な多孔質部によって為され、パイプ本体との間の熱交換
は主に、密な多孔質部によって為されるので、熱交換効
率の高いヒートパイプを製造することができる。
質金属体層の内径より大径の球状部を有する引抜きプラ
グを軸線方向へ引き抜くことにより、多孔質金属板の重
なり合った接合端部が押し潰されて拡散接合されるの
で、自動的に多孔質金属体層に密な部分と疎な部分が形
成される。したがって、作動流体の移動の確保は主に疎
な多孔質部によって為され、パイプ本体との間の熱交換
は主に、密な多孔質部によって為されるので、熱交換効
率の高いヒートパイプを製造することができる。
【００４１】請求項５に係る発明によれば、引き抜きプ
ラグにより前記多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に
圧着後、還元雰囲気中で熱処理するため、多孔質金属体
層をパイプ本体の内周面に確実に接合することができ
る。
ラグにより前記多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に
圧着後、還元雰囲気中で熱処理するため、多孔質金属体
層をパイプ本体の内周面に確実に接合することができ
る。
【００４２】また、請求項６に係る発明によれば、引抜
きプラグで多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着
する際に、予め前記パイプ本体内周面を酸化処理し、か
つ還元雰囲気内で熱処理するので、パイプ本体と多孔質
金属体層の接合強度を向上することができ、ヒートパイ
プを曲げても多孔質金属体層がパイプ本体から剥離する
ことがない。
きプラグで多孔質金属体層をパイプ本体の内周面に圧着
する際に、予め前記パイプ本体内周面を酸化処理し、か
つ還元雰囲気内で熱処理するので、パイプ本体と多孔質
金属体層の接合強度を向上することができ、ヒートパイ
プを曲げても多孔質金属体層がパイプ本体から剥離する
ことがない。
【００４３】また、請求項７に係る発明によれば、パイ
プ本体内に前記多孔質金属体層の内径より大径であると
共に、周方向に複数の突出部を有する略球状部を有する
引抜きプラグを挿入し、かつこれをパイプ本体の軸線方
向へ引き抜くことにより前記多孔質金属体層に気孔率の
大きい部位と小さい部位を形成するので、簡易に多孔質
金属体層に気孔率の大きい部位と小さい部位を形成で
き、熱交換効率の高いヒートパイプを製造することがで
きる。
プ本体内に前記多孔質金属体層の内径より大径であると
共に、周方向に複数の突出部を有する略球状部を有する
引抜きプラグを挿入し、かつこれをパイプ本体の軸線方
向へ引き抜くことにより前記多孔質金属体層に気孔率の
大きい部位と小さい部位を形成するので、簡易に多孔質
金属体層に気孔率の大きい部位と小さい部位を形成で
き、熱交換効率の高いヒートパイプを製造することがで
きる。
【図１】 この発明の第１実施形態に係るヒートパイプ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】 図１における多孔質金属体層の拡大断面図で
ある。
ある。
【図３】 この発明に係るヒートパイプの一実施形態に
おける製造方法の一工程例を示す説明図である。
おける製造方法の一工程例を示す説明図である。
【図４】 この発明に係るヒートパイプの一実施形態に
おける製造方法の一工程例を示す説明図である。
おける製造方法の一工程例を示す説明図である。
【図５】 この発明の第２実施形態に係るヒートパイプ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】 この発明の第３実施形態に係るヒートパイプ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】 第３実施形態に係るヒートパイプの製造方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
Ｌ 作動流体
１ ヒートパイプ
２，１２、２２ パイプ本体
１２ａ 溝
２ａ、３４ 中空部
２３ａ 気孔率の大きい部位
２３ｂ 気孔率の小さい部位
３，１３，２３ 多孔質金属体層
３０ 第１の多孔質部
３１ 第２の多孔質部
３３ 接合端部
４、１４ 引抜きプラグ
４ａ、１４ｂ 球状部
１４ａ 突出部
フロントページの続き
(72)発明者 長 俊之
埼玉県北本市下石戸上1975番地２ 三菱マ
テリアル株式会社北本製作所内
Claims (7)
- 【請求項１】 密閉状態の中空部を有するパイプ本体
と、該パイプ本体の内周面に接するように配置された多
孔質金属体層と、前記パイプ本体内に封入された作動流
体とを備えてなり、前記多孔質金属体層は、その周方向
に区画された第１の多孔質部とこの第１の多孔質部より
気孔率が小である第２の多孔質部とを有することを特徴
とするヒートパイプ。 - 【請求項２】 請求項１記載のヒートパイプにおいて、
前記多孔質金属体層は、多数の気孔を覆うスケルトン部
が、内部に前記気孔より小径な内部微細気孔を多数包含
する有孔金属焼結体で形成されていることを特徴とする
ヒートパイプ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のヒートパ
イプにおいて、前記パイプ本体内面には、その軸線方向
に向けて複数の溝が環状配置され、該溝内に前記多孔質
金属体層が圧入されていることを特徴とするヒートパイ
プ。 - 【請求項４】 多孔質金属板をその接合端部が重なり合
うように筒状にして多孔質金属体層を形成し、その筒状
多孔質金属体層をパイプ本体内に挿入し、その後、該パ
イプ本体内に前記多孔質金属体層の内径より大径の球状
部を有する引抜きプラグを挿入し、かつこれをパイプ本
体の軸線方向へ引き抜くことにより前記多孔質金属板の
重なり合った接合端部及び多孔質金属体層をパイプ本体
の内周面に圧着すると共に中空部を形成し、その後、該
中空部内に作動流体を封入することを特徴とするヒート
パイプの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載のヒートパイプの製造方法
において、 前記引き抜きプラグにより前記多孔質金属体層をパイプ
本体の内周面に圧着後、還元雰囲気中で熱処理すること
を特徴とするヒートパイプの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４記載のヒートパイプの製造方法
において、前記引抜きプラグで多孔質金属体層をパイプ
本体の内周面に圧着する際に、予め前記パイプ本体内周
面を酸化処理し、かつ還元雰囲気内で熱処理することを
特徴とするヒートパイプの製造方法。 - 【請求項７】 多孔質金属板を筒状にして多孔質金属体
層を形成し、その筒状多孔質金属体層をパイプ本体内に
挿入し、その後、該パイプ本体内に前記多孔質金属体層
の内径より大径であると共に、周方向に複数の突出部を
備えた略球状部を有する引抜きプラグを挿入し、かつこ
れをパイプ本体の軸線方向へ引き抜くことにより前記多
孔質金属体層に気孔率の大きい部位と小さい部位を形成
しつつパイプ本体の内周面に圧着すると共に前記多孔質
金属体層に中空部を形成し、その後、該中空部内に作動
流体を封入することを特徴とするヒートパイプの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350701A JP3960017B2 (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | ヒートパイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001350701A JP3960017B2 (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | ヒートパイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003148886A true JP2003148886A (ja) | 2003-05-21 |
| JP3960017B2 JP3960017B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001350701A Expired - Fee Related JP3960017B2 (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | ヒートパイプの製造方法 |
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| JP (1) | JP3960017B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017115A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | ▲玉▼成化工有限公司 | ヒートパイプ |
| CN100343613C (zh) * | 2005-01-15 | 2007-10-17 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 热管多孔结构层的制造方法 |
| JP2011096994A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Kyocera Corp | 冷却器、配線基板、および発光体 |
| JP2018141604A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 収容空間内の冷却構造、ヒートパイプ、及び、ヒートパイプの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103128258A (zh) * | 2011-11-30 | 2013-06-05 | 讯凯国际股份有限公司 | 导热模块及其制法 |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001350701A patent/JP3960017B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2011096994A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-05-12 | Kyocera Corp | 冷却器、配線基板、および発光体 |
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