JP2005291698A - ヒートパイプ測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ヒートパイプと測定装置が緊密接触できて、両者間の隙間を減少させて、測定装置の正確さを高めることができるヒートパイプ測定装置を提供すること。
【解決手段】 基盤と測定ジグを一つずつ含むヒートパイプ測定装置であって、該基盤上に穴が形成され、該測定ジグに差込み穴が形成され、該測定ジグ（チャッキング）に前記差込み穴の半径方向に沿って延在する溝が幾つか形成され、該溝と前記差込み穴との間が薄壁構造をしており、基盤と測定ジグとの間に直線形態で配列された細孔が形成されている。該測定ジグは前記薄壁構造をしており且つ弾性を有し、ヒートパイプの壁と測定ジグとの隙間を減少させ、ヒートパイプの各パラメータを正確に測定することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は測定装置に関するものであり、特に、ヒートパイプの性能を測定するのに使われる測定装置に関するものである。
ヒートパイプは液体が液体と気体の二つの状態間を互いに遷移する時、温度を保持すると共に大量の熱を吸収又は放出できる作動原理を利用して、密閉で低圧であるパイプ形の容器に高気化熱、良好な流動性、安定した化学性質及び低沸点を有する、例えば、水、アルコール、アセトン等の液状体ものを適量に収納し、この液状体は、加熱又は冷却される際に、気体と液体の二つの状態に互いに遷移して大量の熱を吸収又は放出することにより、熱量をパイプの一端から別の一端まで速く伝導させることができる。ヒートパイプが前記特性を有しているので、放熱装置に広く応用されている。ヒートパイプ測定装置はヒートパイプの伝熱性能を評価し、更にそれを使用する放熱装置の放熱効率を具現化する。
最大伝熱量及びヒートパイプの蒸発端と凝縮端との温度差、この二つの係数はヒートパイプの性能の測定で特に重点な係数である。ヒートパイプの蒸発端と凝縮端との温度差を測定することによって熱抵抗が得られ、ヒートパイプの熱伝導係数を取得し、さらに、ヒートパイプの性能を評価するのに用いることができる。従来のヒートパイプの測定方法として、ヒートパイプの蒸発端を加熱する液体の中に差し込んで、そのヒートパイプの温度が安定した後、温度測定器、例えば、熱電対等で加熱された液体及びヒートパイプの凝縮端の温度を測って、ヒートパイプの両端の温度差によってヒートパイプの性能を評価するのが周知である。最大伝熱量及び熱抵抗はヒートパイプの放熱性能を判断するための主要な係数であるが、上記のヒートパイプ測定装置はその最大伝熱量及び熱抵抗を、直接、測定することができず、ヒートパイプの両端の温度差を測定することによってヒートパイプの性能を評価することしかできず、ヒートパイプの放熱性能を正確に反映することができなかった。
図１は別の種類の従来のヒートパイプ測定装置１を示す図である。このヒートパイプ測定装置は一つの基盤２と一つのジグ３から構成されている。該基盤２にはヒートパイプの蒸発端を加熱するまたは凝縮端を冷却するための穴４が形成される。該ジグ３にはヒートパイプの差込み穴５が一個あり、その差込み穴５の上方にヒートパイプの加工寸法誤差を考えて保留した変形空間である隙間６が形成される。ヒートパイプの凝縮端を差込み穴５に差し込んだ時、穴４の中に加熱棒を入れてヒートパイプを加熱し；ヒートパイプの凝縮端を差込み穴５に差し込んだ時、穴４の中に冷却水を入れてヒートパイプを冷却する。このヒートパイプ測定装置１は剛直な金属で製作される。従って、加工による寸法誤差は回避できず、ヒートパイプの一端を差込み穴５に差し込んだ時、前記誤差があるため、ヒートパイプの外壁と差込み穴５の内壁との間に或る程度の隙間が存在し、該隙間中の高熱抵抗を有する空気層により効率的な熱伝導を行うことができなくなり、熱量の制御と予測に影響を与え、ヒートパイプの温度差と最大の熱伝導量の測定に誤差を発生させ、ヒートパイプ測定の正確さを低減させる。
このため、ヒートパイプ測定装置を提供する必要があり、ヒートパイプの外壁と測定装置とを十分に接触させて、ヒートパイプの加工誤差による隙間の問題を克服して、ヒートパイプの各パラメータを正確に測定する目的を達成する。
本発明は、ヒートパイプと測定装置が緊密接触できて、両者間の隙間を減少させて、測定装置の正確さを高めることができるヒートパイプ測定装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するための本発明のヒートパイプ測定装置は、一つの基盤と一つの測定ジグを含み、該基盤上に穴が形成され、該測定ジグに差込み穴が形成され、かつ該測定ジグに前記の差込み穴の半径方向に沿って延在する溝が幾つか形成され、この溝と差込み穴との間が薄壁構造をしている。
本発明のヒートパイプ測定装置において、従来の剛直な金属は前記測定ジグに溝を形成することによって、構造を薄くして可撓性を有するようにし、該可撓性を有する構造によって測定装置が弾性を有することになり、ヒートパイプの加工寸法誤差をこの測定装置の弾性変形で吸収するようにして、ヒートパイプの管壁と測定ジグとの隙間を低減させ、ヒートパイプの各パラメータを正確に測定して、ヒートパイプの性能を効率的に評価する。
以下図面と実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図２乃至図４において、本発明のヒートパイプ測定装置は基盤１０及びこの基盤から延在する測定ジグ２０を含む。該基盤１０の中に穴３０が形成され、該測定ジグ２０には差し込み穴２２が形成され、この差込み穴２２と穴３０との間に直線形態をしており且つ同じピッチで配列された複数の細孔２８が形成され、これらの細孔２８は温度を測定するための熱電対を取り付けるために用いられる。
測定ジグ２０の差込み穴２２の壁の上部に複数の上向き溝２４が形成され、これらの上向き溝２４は差込み穴２２の半径方向に沿って差込み穴２２の外壁から内壁に延在しており、測定ジグ２０を薄くして弾性を有するものとすると共に、ヒートパイプ４０と測定ジグ２０との接触面積を増やし、熱量を有効にヒートパイプ４０に伝導し、該差込み穴２２の壁の下部に下向き溝２６を形成する。これらの下向き溝２６は差込み穴２２の半径方向に沿って差込み穴２２の内壁から外壁に延在している。差込み穴２２はヒートパイプ４０の蒸発端４２又は凝縮端４４を支持するのに使われ、ヒートパイプ４０の蒸発端４２を差込み穴２２に差し込んだ時は、基盤１０上の穴３０の中に加熱棒を入れたり；ヒートパイプ４０の凝縮端４４を差込み穴２２に差し込んだ時は、穴３０に冷却循環水を入れる。
このように該ヒートパイプ測定装置１００を使う場合、まず、ヒートパイプ４０の蒸発端４２と凝縮端４４を二つのヒートパイプ測定装置１００の差込み穴２２の中に別々に支持させて、ヒートパイプ４０の蒸発端４２と凝縮端４４をそれぞれ測定ジグ２０の内壁と緊密に接触させると共に、蒸発端４２を加熱する加熱棒又は凝縮端４４を冷却する冷却循環水を穴３０の中に入れ、ヒートパイプ４０が安定した状態になった後、細孔２８に置かれた熱電対を利用してヒートパイプの蒸発端４２と凝縮端４４の温度変化を別々に測定する。この測定された温度値によってヒートパイプ４０の最大伝熱量及び熱抵抗等の主要なパラメータを計算し、ヒートパイプ４０の熱伝導係数を取得し、さらにヒートパイプの性能を評価する。
図４に示すように、測定ジグ２０はそれぞれヒートパイプ４０の蒸発端４２と凝縮端４４に接触し、測定ジグ２０の複数の細孔２８中の熱電対は穴温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等を別々に測定することができて、外挿法、即ち測定された穴温度Ｔ１、Ｔ２及びＴ３等による曲線で未知の温度を推測する方法によって、ヒートパイプの蒸発端４２の温度ＴHP蒸及び凝縮端４４の温度ＴHP冷を計算し、更に、ヒートパイプ４０の両端の温度差を計算によって知ることができる。
ヒートパイプ４０と測定ジグ２０は測定ジグ２０に設置される溝２４、２６から成る薄壁構造によって弾性的に接着させて隙間を減少させ、従来技術の隙間中の高熱抵抗を有する空気の測定結果に対する影響を回避することができ、これにより、ヒートパイプ４０の性能測定に対する測定誤差を低減させ、正確にヒートパイプ４０の各パラメータを掌握して、ヒートパイプ４０に対する研究を促進することができる。
従来技術によるヒートパイプ測定装置の斜視図である。 本発明によるヒートパイプ測定装置の斜視図である。 図２の正面図である。 本発明によるヒートパイプ測定装置を利用したヒートパイプの測定を表す図である。
符号の説明
１０ 基盤
２０ 測定ジグ
２２ 差込み穴
２４ 上向き溝
２６ 下向き溝
２８ 細孔
３０ 穴
４０ ヒートパイプ
４２ 蒸発端
４４ 凝縮端
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 細孔温度
ＴHP蒸 蒸発端４２の温度
ＴHP冷 凝縮端４４の温度

Claims (5)

  1. 基盤と測定ジグを一つずつ含み、該基盤上に穴が形成され、該測定ジグに差込み穴が形成され、該測定ジグに前記差込み穴の半径方向に沿って延在する溝が幾つか形成され、その溝と差込み穴との間が薄壁構造をしていることを特徴とするヒートパイプ測定装置。
  2. 前記基盤と測定ジグとの間に直線形態で配列される細孔が形成され、その細孔に温度測定用の熱電対が取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のヒートパイプ測定装置。
  3. 前記細孔は同じピッチで配列されるこ
    とを特徴とする、請求項２に記載のヒートパイプ測定装置。
  4. 前記差込み穴の壁の上部に前記溝が形成され、これらの溝は差込み穴の半径方向に沿って外側から内側に延在していることを特徴とする、請求項１に記載のヒートパイプ測定装置。
  5. 前記差込み穴の壁の下部に前記溝が形成され、これらの溝は差込み穴の半径方向に沿って内側から外側に延在していることを特徴とする、請求項１または請求項４に記載のヒートパイプ測定装置。
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