JP2004239582A

JP2004239582A - ヒートパイプ吸熱部の固定構造

Info

Publication number: JP2004239582A
Application number: JP2003032294A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Fukahori; 賢久深堀; Sunao Miyauchi; 直宮内; Akihiro Takahashi; 晃裕高橋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】ヒートパイプの吸熱部における熱伝達の接触抵抗を小さくして、吸熱効率を高めることができるとともに、吸熱部のガタツキや脱落を防止して、ヒートパイプを安定して被吸熱体に固定することができるヒートパイプ吸熱部の固定構造を提供する。
【解決手段】モータフレ−ム１０の外周を取り囲む金属製のリング１１に円周方向に所定の間隔を隔てて複数の吸熱部挿入孔１１Ａ，１１Ａ…を設け、これら吸熱部挿入孔１１Ａ，１１Ａ…にヒートパイプ１２，１２…それぞれの吸熱部１２Ａを挿入し、吸熱部１２Ａの外周面と吸熱部挿入孔１１Ａの内周面で囲まれる環状の空間２１に軟ロウまたは硬ロウなどのロウ材を溶融して注入したのち、これを冷却した金属の凝固層２２を介して、吸熱部１２Ａを金属製のリング１１に固定する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、ヒートパイプ吸熱部の固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一方の端部に吸熱部を有し、他方の端部に放熱部を備えたヒートパイプは、被吸熱体に設けた固定孔に対して吸熱部を嵌合することによって被吸熱体に固定されている（たとえば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
日立電線株式会社日立高性能電熱管カタログ２０００年１月発行第１８頁の上欄左の写真
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の固定構造では、吸熱部の外周面と被吸熱体に設けた固定孔の内周面の間に熱伝達率の低い空気層（隙間）が介在することになるので、高い吸熱効率を期待することができないばかりか、吸熱部のガタツキや脱落が生じるおそれを有している。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ヒートパイプの吸熱部における熱伝達の接触抵抗を小さくして、吸熱効率を高めることができるとともに、吸熱部のガタツキや脱落を防止して、ヒートパイプを安定して被吸熱体に固定することができるヒートパイプ吸熱部の固定構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るヒートパイプ吸熱部の固定構造は、一方の端部に吸熱部を有し、他方の端部に放熱部を備えたヒートパイプにおいて、前記吸熱部が金属の凝固層を介して被吸熱体に固定されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、吸熱部と被吸熱体の間に熱伝達率の高い金属の凝固層が介在することになるので、熱伝達の接触抵抗を小さくして、吸熱効率を高めることができる。しかも、金属の凝固層により被吸熱体に対して吸熱部が強固に固定されるので、吸熱部のガタツキや脱落を確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を一部破断して示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線拡大断面図であり、これらの図において、ヒートパイプ冷却式水中モータポンプ１は、立軸水中モータ２と、この水中モータ２によって駆動されるポンプ３とを備えて吸込水槽４内に設置されている。そして、水中モータ２の回転によりポンプ３の羽根車（図示省略）が回転駆動されて、吸込水槽４内の水が吸込口５からケーシング６に吸い込まれ、吐出口７から吐出曲管８、揚水管９の経路で揚水される。
【０００９】
立軸水中モータ２の外周、つまりモータフレ−ム１０の外周は、金属製のリング１１によって取り囲まれており、この金属製のリング１１には、円周方向に所定の間隔を隔てて複数の吸熱部挿入孔１１Ａ，１１Ａ…が設けられており、これら吸熱部挿入孔１１Ａ，１１Ａ…に複数本のヒートパイプ１２，１２…それぞれの吸熱部１２Ａを上側から下向きに挿入したのち、吸熱部１２Ａの外周面と吸熱部挿入孔１１Ａの内周面で囲まれる環状の空間２１に、たとえば、軟ロウ（ハンダ）または硬ロウ（シンチュウロウ、銅ロウ、銀ロウなど）あるいは、鉛、錫、亜鉛、アルミニウム、ビスマスなどの低融点金属を溶融して注入したのちこれを冷却した金属の凝固層２２を介して、吸熱部１２Ａを金属製のリング１１に固定してある。
【００１０】
一方、揚水管９における金属製のリング１１の上端よりも少し高い位置、つまりヒートパイプ１２の吸熱部１２Ａよりも少し高い位置に、立軸水中モータ２の中心軸線Ｃの方向に片寄って内部が揚水管９の内部に通じる張り出し部１３を設け、この張り出し部１３を椀型のカバー１４によって水密かつ着脱可能に塞いである。そして、このカバー１４には、ヒートパイプ１２，１２…それぞれの放熱部１２Ｂが所定の間隔を隔てて下側から上向きで、かつ水密に挿入されて揚水管９の内部に通じており、保持板１５を介して揺動不能にカバー１４に保持されている。吸熱部１２Ａと断熱部１２Ｃは横方向の屈曲部を介して連続し、断熱部１２Ｃと放熱部１２Ｂは縦方向の屈曲部を介して連続している。
【００１１】
このような構成であれば、ヒートパイプ１２，１２…それぞれの吸熱部１２Ａで水中モータ２の熱により加熱されて蒸発（気化）する水や代替えフロンなどの作動液の気化熱によって水中モータの熱を吸収する。蒸発した作動液の密度は小さくなる。このため、作動液は吸熱部１２Ａよりも少し高い位置にある放熱部１２Ｂに移動し、ここでポンプ３の自揚水、つまり揚水管９内の自揚水に晒され冷却されて放熱し凝縮（液化）する。凝縮した作動液の密度は大きくなる。これにより、作動液は放熱部１２Ｂよりも少し低い位置にある吸熱部１２Ａに還流される。このようなサイクルが繰り返されることにより、水中モータ２が冷却される。
【００１２】
また、ヒートパイプ１２の吸熱部１２Ａは、伝達率の高い金属の凝固層２２を介した状態で金属製のリング１１に固定されているので、熱伝達の接触抵抗を小さくして、吸熱効率を高めることができる。しかも、金属の凝固層２２により金属製のリング１１に対して吸熱部１２Ａが強固に固定されるので、吸熱部１２Ａのガタツキや脱落を確実に防止して、ヒートパイプ１２を安定して金属製のリング１１に固定することができる。
【００１３】
さらに、揚水管９には、立軸水中モータ２の中心軸線Ｃの方向に片寄って内部が揚水管９の内部に通じる張り出し部１３を設け、この張り出し部１３を塞ぐカバー１４にヒートパイプ１２，１２…それぞれの放熱部１２Ｂを挿入して、放熱部１２Ｂを揚水管９の揚水通過断面部から退避させてあるので、放熱部１２Ｂによって揚水管９の断面積が縮小されて、揚水管９管内抵抗が増大するような不都合は生じない。しかも、立軸水中モータ２の中心軸線Ｃから張り出し部１３とカバー１４との合わせ面１４Ａまでの寸法Ｌを、中心軸線Ｃからポンプ３の吐出口７と吐出曲管８との合わせ面１６までの寸法Ｌ以下に短縮することができるので、吸込水槽４における天井部（図示省略）の搬入孔（図示省略）から容易にヒートパイプ冷却式水中モータポンプ１を出し入れすることができる。
【００１４】
なお、前記実施の形態では、ヒートパイプ１２の吸熱部１２Ａを立軸水中モータ２の外周を隙間なく取り囲んでいる金属製のリング１１に固定して、水中モータ２を冷却する構成、つまりポンプ３駆動用の水中モータ２が被吸熱体である構成で説明しているが、本発明が適用できる被吸熱体は水中モータ２のみに限定されるものではなく、他の発熱構造体を被吸熱体として吸熱部１２Ａの固定に適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヒートパイプ吸熱部の固定構造は構成されているので、以下のような格別な効果を奏する。
【００１６】
すなわち、吸熱部と被吸熱体の間に熱伝達率の高い金属の凝固層が介在することになるので、熱伝達の接触抵抗を小さくして、吸熱効率を高めることができる。しかも、金属の凝固層により被吸熱体に対して吸熱部が強固に固定されるので、吸熱部のガタツキや脱落を確実に防止して、ヒートパイプを安定して被吸熱体に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を一部破断して示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【符号の説明】
２水中モータ（被吸熱体）
１１金属製のリング（被吸熱体）
１２ヒートパイプ
１２Ａヒートパイプの吸熱部
１２Ｂヒートパイプの放熱部
２２金属の凝固層

Claims

一方の端部に吸熱部を有し、他方の端部に放熱部を備えたヒートパイプにおいて、前記吸熱部が金属の凝固層を介して被吸熱体に固定されていることを特徴とするヒートパイプ吸熱部の固定構造。