JP2010121795A - ヒートパイプおよびヒートパイプ用コンテナの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンテナの両端閉鎖壁に存在する貫通穴が確実に塞がれているヒートパイプを提供する。
【解決手段】ヒートパイプ１は、両端が、先端に向かって縮径された閉鎖壁６により閉鎖された管状コンテナ３と、コンテナ３内に封入された作動液とを備えている。コンテナ３の両端閉鎖壁６の先端部に、コンテナ３の長さ方向内側に凹むとともに底部に貫通穴８を有する凹部７を設ける。凹部７内において穴埋め溶接を行って溶着金属９を形成し、当該溶着金属９によりコンテナ３の凹部７の底部の貫通穴８を塞ぐ。
【選択図】図１

Description

この発明は、ヒートパイプおよびヒートパイプ用コンテナの製造方法に関する。

この明細書において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含み、「銅」という用語には、純銅の他に銅合金を含むものとする。

たとえば排熱回収用熱交換器に用いられる２重管式ヒートパイプとして、両端が閉鎖された銅製直管状コンテナおよびコンテナ内に封入された作動液からなる内側ヒートパイプと、内側ヒートパイプのコンテナの外側に被せられてコンテナ外周面に密着させられかつ外周面にフィンが設けられたアルミニウム製フィン付き外側被覆管とよりなるものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１記載に記載されているように、上記２重管式ヒートパイプは、次のようにして製造されている。すなわち、両端が開口した管状コンテナ素材を、フィンを有していない外管素材内に挿入した後、外管素材の外周面に転造加工を施すことによりフィンを形成するとともに、フィン付き外管をコンテナ素材の外周面に密着させ、ついでコンテナ素材の両端部を縮径して部分球面状の閉鎖壁を形成し、ついで閉鎖壁に作動液注入用ノズルを取り付け、コンテナ内を真空にするとともに作動液注入用ノズルを通して作動液を注入し、その後ノズルを閉鎖することにより内側ヒートパイプをつくることにより製造されている。

特許文献１には記載されていないが、コンテナ素材の両端部を縮径して部分球面状の閉鎖壁を形成した際に、閉鎖壁の中央部に貫通穴が残存することは避けられない。そこで、特許文献１記載の２重管式ヒートパイプにおいては、製造の際に、コンテナ素材の閉鎖壁の外面に穴埋め溶接を行うことによって、閉鎖壁の外面に溶着金属を形成し、当該溶着金属により貫通穴を塞ぐ方法でコンテナを製造している。

しかしながら、コンテナ素材の閉鎖壁の外面に穴埋め溶接を行うことによって、閉鎖壁の外面に溶着金属を形成する場合、穴埋め溶接の信頼性が十分ではなく、コンテナの両端閉鎖壁に残存する貫通穴を確実に塞ぐことができない場合もあった。
特開平５−４５０８０号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、コンテナの両端閉鎖壁に存在する貫通穴が確実に塞がれているヒートパイプおよびヒートパイプ用コンテナの製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)両端が、先端に向かって縮径された閉鎖壁により閉鎖された管状コンテナと、コンテナ内に封入された作動液とを備えたヒートパイプにおいて、
コンテナの両端閉鎖壁の先端部に、コンテナの長さ方向内側に凹むとともに底部に貫通穴を有する凹部が設けられており、凹部内に溶着金属が形成され、当該溶着金属によりコンテナの凹部の底部の貫通穴が塞がれているヒートパイプ。

2)コンテナの一端部の貫通穴に作動液注入用ノズルが通されており、凹部内において、作動液注入用ノズルの周囲に溶着金属が形成されている上記1)記載のヒートパイプ。

3)両端が、先端に向かって縮径された閉鎖壁により閉鎖された管状コンテナと、コンテナ内に封入された作動液とを備えたヒートパイプに用いられるコンテナを製造する方法であって、
両端が開口した管状の金属製コンテナ素材の両端部を縮径して閉鎖壁を形成するとともに、閉鎖壁の先端部をコンテナ素材の長さ方向内方に凹ませ、これにより底部に貫通穴を有する凹部を設けること、およびコンテナ素材の両端閉鎖壁の凹部内において、貫通穴を塞ぐ穴埋め溶接を行うことによって、凹部内に溶着金属を形成し、当該溶着金属により貫通穴を塞ぐことを特徴とするヒートパイプ用コンテナの製造方法。

4)穴埋め溶接を行う前に、コンテナ素材の一方の閉鎖壁の凹部の貫通穴に作動液注入用ノズルを通しておき、作動液注入用ノズルの周りにおいて貫通穴を塞ぐ穴埋め溶接を行うことにより、凹部内に溶着金属を形成する上記3)記載のヒートパイプ用コンテナの製造方法。

上記1)および2)のヒートパイプによれば、コンテナの両端閉鎖壁の先端部に、コンテナの長さ方向内側に凹むとともに底部に貫通穴を有する凹部が設けられており、凹部内に溶着金属が形成され、当該溶着金属によりコンテナの凹部の底部の貫通穴が塞がれているので、コンテナの両端閉鎖壁に存在する貫通穴が確実に塞がれる。

また、上記3)および4)のヒートパイプ用コンテナの製造方法によれば、両端閉鎖壁に存在する貫通穴が確実に塞がれたコンテナを製造することができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明によるヒートパイプを２重管式ヒートパイプの内側ヒートパイプに適用したものである。

図１は２重管式ヒートパイプの全体構成を示し、図２は２重管式ヒートパイプの製造方法を示す。

図１において、２重管式ヒートパイプ(1)は、両端が閉鎖された銅製直管状コンテナ(3)およびコンテナ(3)内に封入された作動液（図示略）からなる内側ヒートパイプ(2)と、内側ヒートパイプ(2)のコンテナ(3)の外側に被せられてコンテナ(3)外周面に密着させられ、かつ外周面にフィン(5)が設けられたアルミニウム製フィン付き外側被覆管(4)とよりなる。

内側ヒートパイプ(2)のコンテナ(3)の両端閉鎖壁(6)は、コンテナ(3)の長さ方向外方に向かって縮径されて部分球面状となっており、その先端部にコンテナ(3)の長さ方向内側に凹んだ凹部(7)が設けられている。コンテナ(3)の両端閉鎖壁(6)の凹部(7)の底部には小さな貫通穴(8)が存在している。貫通穴(8)は、コンテナ(3)を製造する際に生じるものである。コンテナ(3)の一方の閉鎖壁(6)の凹部(7)内に溶着金属(9)が形成され、当該溶着金属(9)によりコンテナ(3)の凹部(7)の底部に存在している貫通穴(8)が塞がれている。また、コンテナ(3)の他方の閉鎖壁(6)の貫通穴(8)には作動液注入用ノズル(10)が通されており、閉鎖壁(6)の凹部(7)内において、作動液注入用ノズル(10)の周囲に溶着金属(9)が形成され、当該溶着金属(9)によりコンテナ(3)の凹部(7)の底部に存在している貫通穴(8)が塞がれている。作動液注入用ノズル(10)の先端部も封止されている。

次に、２重管式ヒートパイプ(1)を製造する方法について、図２を参照して説明する。

まず、両端が開口した真っ直ぐな円管状の銅製コンテナ素材(11)および横断面円形でかつ外周面にフィン(5)が形成されたアルミニウム製フィン付き外側被覆管(4)を用意し、コンテナ素材(11)をフィン付き外側被覆管(4)内に挿入して、拡管などの適当な方法により両者(11)(4)を固定する。コンテナ素材(11)のフィン付き外側被覆管(4)内への挿入は、コンテナ素材(11)の両端部がフィン付き外側被覆管(4)の両端から外方に突出するように行う。ついで、図２(a)に示すように、加工工具(12)を使用し、コンテナ素材(11)の両端部を縮径して部分球面状の閉鎖壁(6)を形成するとともに、閉鎖壁(6)の先端部をコンテナ素材(11)の長さ方向内方に凹ませ、これにより底部に貫通穴(8)を有する凹部(7)を設ける（図２(b)参照）。ついで、コンテナ素材(11)の一方の閉鎖壁(6)の凹部(7)の貫通穴(8)に作動液注入用ノズル(10)を通す（図２(c)参照）。ついで、貫通穴(8)に作動液注入用ノズル(10)が通された一方の閉鎖壁(6)の凹部(7)内における作動液注入用ノズル(10)の周りの部分で、貫通穴(8)を塞ぐ穴埋め溶接を行い、凹部(7)内に溶着金属(9)を形成して、当該溶着金属(9)により貫通穴(8)を塞ぐ。また、他方の閉鎖壁(6)の凹部(7)内において、貫通穴(8)を塞ぐ穴埋め溶接を行うことによって、凹部(7)内に溶着金属(9)を形成し、当該溶着金属(9)により貫通穴(8)を塞ぐ。こうして、内側ヒートパイプ(2)のコンテナ(3)が製造される。

その後、作動液注入用ノズル(10)を通してコンテナ(3)内を真空にするとともに作動液を注入し、その後ノズル(10)を封止する。こうして、２重管式ヒートパイプ(1)が製造される。

上記実施形態においては、この発明によるヒートパイプが２重管式ヒートパイプの内側ヒートパイプ(2)に適用されているが、これに限定されるものではなく、単独のヒートパイプにも適用可能である。

この発明によるヒートパイプを内側ヒートパイプとして備えた２重管式ヒートパイプを示す縦断面図である。 図１に示す２重管式ヒートパイプの製造方法を工程順に示す縦断面図である。

符号の説明

(2)：内側ヒートパイプ
(3)：コンテナ
(6)：閉鎖壁
(7)：凹部
(8)：貫通穴
(9)：溶着金属
(10)：作動液注入用ノズル
(11)：コンテナ素材

Claims (4)

1. 両端が、先端に向かって縮径された閉鎖壁により閉鎖された管状コンテナと、コンテナ内に封入された作動液とを備えたヒートパイプにおいて、
   コンテナの両端閉鎖壁の先端部に、コンテナの長さ方向内側に凹むとともに底部に貫通穴を有する凹部が設けられており、凹部内に溶着金属が形成され、当該溶着金属によりコンテナの凹部の底部の貫通穴が塞がれているヒートパイプ。
2. コンテナの一端部の貫通穴に作動液注入用ノズルが通されており、凹部内において、作動液注入用ノズルの周囲に溶着金属が形成されている請求項１記載のヒートパイプ。
3. 両端が、先端に向かって縮径された閉鎖壁により閉鎖された管状コンテナと、コンテナ内に封入された作動液とを備えたヒートパイプに用いられるコンテナを製造する方法であって、
   両端が開口した管状の金属製コンテナ素材の両端部を縮径して閉鎖壁を形成するとともに、閉鎖壁の先端部をコンテナ素材の長さ方向内方に凹ませ、これにより底部に貫通穴を有する凹部を設けること、およびコンテナ素材の両端閉鎖壁の凹部内において、貫通穴を塞ぐ穴埋め溶接を行うことによって、凹部内に溶着金属を形成し、当該溶着金属により貫通穴を塞ぐことを特徴とするヒートパイプ用コンテナの製造方法。
4. 穴埋め溶接を行う前に、コンテナ素材の一方の閉鎖壁の凹部の貫通穴に作動液注入用ノズルを通しておき、作動液注入用ノズルの周りにおいて貫通穴を塞ぐ穴埋め溶接を行うことにより、凹部内に溶着金属を形成する請求項３記載のヒートパイプ用コンテナの製造方法。

Images