JP2726542B2 - ヒートパイプ用作動液 - Google Patents
ヒートパイプ用作動液Info
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Description
調用熱交換器等に用いられるフッ化炭素系ヒートパイプ
用作動液に関するものである。
パイプ式冷却器が用いられている。また空調等に用いら
れる熱交換器には省エネルギーのためにヒートパイプ式
熱交換器が用いられている。
とし、他端を凝縮部として熱を伝える伝熱素子で動力が
必要としないことから幅広く用いられている。一般にヒ
ートパイプの伝熱特性は、その作動液の常圧下での沸点
付近で使用するときによい性能を示す。
が開発、使用されており、例えば最も一般的なものとし
て水がある。しかし、空調用等の熱交換器に関しては使
用温度領域が比較的低いところにあり、熱媒体としては
有望な水も作動安定性および凍結等の問題のために使用
することができない。また、アンモニア、メタノールな
ども作動液として用いられているが、作動液を選択する
場合には、沸点のほかに、ヒートパイプ容器の材質との
適合性を考慮しなければならず、例えば、アンモニアは
銅系の材質とは適合せず、メタノールはアルミニウムお
よびステンレス鋼とは適合しないという難点がある。
てフロン(クロロフルオロカーボン。以下CFCという)
があり、例えば通常使用温度範囲の−30〜100℃では、C
FC−11(CCl3F)、CFC−12(CCl2F2)、HCFC−21(CHCl
2F)、HCFC−22(CHClF2)、CFC−113(CCl2F・CClF2)
などが用いられている。
るが、次のような問題を有している。すなわち、 イ)大気中に排出されるCFCガスが成層圏まで拡散し、
成層圏のオゾン層を破壊し、これが地上の紫外線量を増
大させることが重大な環境問題となっている。そのため
CFCの生産量および使用量の規則がなされようとしてい
る。
し、ヒートパイプの性能が劣化するため、長期にわたっ
て安定性が良く寿命の永いものができない。また、作動
温度が高い場合ヒートパイプ内で器壁とCFCの間で化学
反応が起こり、容器内面が酸化或いは腐食することがあ
る。
で、その目的とするところは、上記イ)、ロ)の問題を
解決し、環境に対する悪影響を及ぼす恐れがなく、100
℃近傍において安定して高い性能を示すフッ化炭素系ヒ
ートパイプ用作動液を提供することにある。
のフッ化炭素化合物を95%以上含有し、該フッ化炭素化
合物よりも低沸点のフッ化炭素化合物の含量を1%以下
としたことを特徴とするフッ化炭素系ヒートパイプ用作
動液、(2)作動温度が−30〜120℃であることを特徴
とする(1)項記載のフッ化炭素系ヒートパイプ用作動
液及び(3)作動温度の沸点のフッ化炭素化合物がパー
フルオロカーボンであることを特徴とする(1)項記載
のフッ化炭素系ヒートパイプ用作動液により達成され
た。
素で置換したものをいい、実質的に塩素置換体を含有し
ないものをいう。ここで実質的に含有しないとは、フッ
化炭素化合物の製造工程上一旦塩化物としてからフッ化
物とする場合には製品に微量の塩素置換体が混入してく
ることがあるが、このような場合は許容される意味であ
る。(ちなみに、成層圏においてCFC中の結合塩素がオ
ゾンと反応するとされている。) なお、本明細書においてフッ化炭素系作動液の組成を
示す%は、ガスクロマトグラフィー法による面積百分率
をいう。
物は好ましくはパーフルオロカーボンであり、これの単
独でもよいが、実際製造上炭素原子数の異なるパーフル
オロカーボンやフッ化度の低い(水素原子を残す)フル
オロカーボンが含有されることがあり、これらが併存し
ていても本発明の規定範囲内であればよいことも本発明
の特徴である。本発明において、作動温度の沸点のフッ
化炭素化合物はフッ化炭素系作動液中95%以上、好まし
くは96%以上、より好ましくは98%以上である。
トパイプにも適宜に使用でき、適用しうるヒートパイプ
の型、用途には制限はない。このようなヒートパイプと
しては、例えば半導体素子や電子機器などの冷却用ヒー
トパイプ、空調用等に用いられる熱交換器用ヒートパイ
プなどもあげられる。すなわち本発明の作動液は、発熱
体の放熱器、熱交換器、その他熱を用いる各種装置にお
けるヒートパイプ用として、蒸発、凝縮による潜熱の吸
収、放熱を利用した熱輸送を目的とするヒートパイプの
いずれにも使用可能である。
る。
(1)と凝縮部(2)は内径16mmの銅管(C1220)より
なり、両者はアルミナセラミックスよりなる円筒形の電
気絶縁体(3)を介して接続されている。電気絶縁体
(3)は電気絶縁性能が確保されるように十分な沿面距
離を有している。電気絶縁体(3)のアルミナセラミッ
クスと蒸発部(1)および凝縮部(2)の銅管との接続
は、電気絶縁体(3)の両端面をメタライジングしてNi
メッキを施した後、NiメッキしたNi−Fe合金よりなる封
止材(4)と電気絶縁体(3)を銀ろう付けし、次い
で、封止材(4)と蒸発部(1)および凝縮部(2)を
ろう付けすることにより行われた。
て、主成分がC5F14であるパーフルオロカーボンで主成
分の割合が90%のもの(以下、作動液1という)と、主
成分の割合が95%でC6F14よりも低沸点である成分(C4F
9H,C5F12)の割合が0%のもの(以下、作動液2とい
う)、1%のもの(以下、作動液3という)、又は2%
のもの(以下、作動液4という)及び比較のために従来
のフロンとしてCFC−113(CCl3F・CClF2、以下、作動液
5という)を用い、以下に述べるようにして長時間運転
におけるヒートパイプ材質との適合性の比較試験を行っ
た。ここで作動液の成分の測定にはガスクロマトグラフ
および質量分析計を用いて行った。
容器材料の適合性を調べる試験装置を示しており、温度
コントローラ(5)によりヒートパイプの蒸発部(11)
を所定の温度に保ち、ヒートパイプ中央部と凝縮部(1
2)側の温度差(T2−T1)を時間の経過とともに測定
し、長時間にわたり温度差が生じない作動液は適合性が
よいと判断した。蒸発部(11)の温度、すなわち作動温
度を120℃とし、ヒートパイプの中央部と凝縮部端部の
温度差を測定した結果を第3図に示す。
ートパイプでは、約1,000時間経過後から温度差(T2−T
1)が生じはじめるのに対して、作動液2、3を用いた
ヒートパイプでは、10,000時間程度の経過時間までほと
んど温度差は認められず、銅系材料に対しても極めて適
合性が優れることが明らかである。
1では、10,000時間に達する前から温度差が上昇する傾
向をし、低沸点成分が2%である作動液4は初期状態か
ら温度差が生じていることが明らかとなった。一方、作
動温度が90℃では、いずれの作動液でも10,000時間経過
後も温度差は認められなかった。
適合性が優れるばかりでなく作動液5よりも広い温度範
囲で使用可能であることが分る。熱性能についても、作
動液2、3は作動液5とほぼ同等の性能が得られてお
り、環境に対して無害であるから、作動液2、3をヒー
トパイプ用作動液とすることにより、優れたヒートパイ
プ冷却器を得ることができた。
Cl0.2%、C6F13H0.1%及びC7F160.6%の組成の液を封入
し、上記と同様の試験を行ったところ、作動液2、3と
同様の良好な結果を得ることができた。
る絶縁体をを有する銅製のヒートピイプ容器についてで
あったが、本発明の作動液はアルミニウムおよびステン
レス鋼製のヒートパイプ容器の場合も同様の優れた適合
性を有していた。
の95%以上であり、また主成分の沸点未満の沸点を有す
る成分の割合を全体の1%以下にしたフッ化炭素系の作
動液は作動温度が100℃以上でも安定した長期連続使用
が可能であり、CFCと異なり成分化合物は塩素を含んで
いないので環境問題を起す心配もなく、作動液と器材と
の適合性がよいという優れた効果がある。換言すれば、
本発明の作動液はCFCとは全く異なる作動液であって気
液二相間の変換が容易であり、熱的、化学的に安定でし
かも毒性がなく、環境上悪影響を与える恐れがないとい
う優れた作用効果を奏する。
プの一例を示す正面図、第2図はヒートパイプ用作動液
の適合性試験装置の説明図、第3図は適合性試験結果を
示すグラフである。 符号の説明 1、11……蒸発部、2、12……凝縮部、3、13……電気
絶縁体、4……封止材、5……温度コントローラ。
Claims (3)
- 【請求項1】作動温度に相当する沸点のフッ化炭素化合
物を95%以上含有し、該フッ化炭素化合物よりも低沸点
のフッ化炭素化合物の含量を1%以下としたことを特徴
とするフッ化炭素系ヒートパイプ用作動液。 - 【請求項2】作動温度が−30〜120℃であることを特徴
とする請求項(1)記載のフッ化炭素系ヒートパイプ用
作動液。 - 【請求項3】作動温度の沸点のフッ化炭素化合物がパー
フルオロカーボンであることを特徴とする請求項(1)
記載のフッ化炭素系ヒートパイプ用作動液。
Priority Applications (1)
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JP2063081A JP2726542B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | ヒートパイプ用作動液 |
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Publications (2)
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---|---|
JPH03263592A JPH03263592A (ja) | 1991-11-25 |
JP2726542B2 true JP2726542B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2063081A Expired - Lifetime JP2726542B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | ヒートパイプ用作動液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8329057B2 (en) | 2006-04-06 | 2012-12-11 | Asahi Glass Company, Limited | Working liquid for latent heat transport apparatus and method for operating latent heat transport apparatus |
KR102527625B1 (ko) * | 2022-01-04 | 2023-05-02 | 퓨어만 주식회사 | 작동 유체로 불화탄화수소를 포함하는 베이퍼챔버 |
Families Citing this family (2)
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5912288A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 熱移動装置 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2063081A patent/JP2726542B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH03263592A (ja) | 1991-11-25 |
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