JP2834559B2 - 絶縁型ヒートパイプの接合方法 - Google Patents

絶縁型ヒートパイプの接合方法

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JP2834559B2 JP2232748A JP23274890A JP2834559B2 JP 2834559 B2 JP2834559 B2 JP 2834559B2 JP 2232748 A JP2232748 A JP 2232748A JP 23274890 A JP23274890 A JP 23274890A JP 2834559 B2 JP2834559 B2 JP 2834559B2
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/0283Means for filling or sealing heat pipes

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、蒸発部と凝縮部との間を絶縁したいわゆる
絶縁型ヒートパイプの接合方法に関するものである。
「従来の技術」 絶縁型ヒートパイプは、蒸発部のパイプ本体と凝縮部
のパイプ本体とをセラミック等で円筒状に成形したがい
しを介して絶縁し、内部に封じ込める作動液にも絶縁性
のあるものを使用している。
がいしと例えば銅管やアルミニウム(その合金を含
む)管からなるパイプ本体とは、熱膨張率にかなり差が
あって直接接合することが困難なので、がいしの両端に
例えばFe−Ni合金のようにがいしと熱膨張率が近似した
金属製スリーブをメタライズ等によって接合し、この金
属スリーブとパイプ本体とをろう(Fe−Ni合金のスリー
ブと銅管との接合の場合は銀ろう)付けによって接合し
ている。
金属スリーブとパイプ本体とをフラックスを使用して
ろう付け接合すると、パイプ内にフラックスが残留した
場合絶縁性が低下するし、経時的に放出されるガスによ
りヒートパイプの性能を低下させるので、一般には、高
周波電源に接続された一つの誘導コイルをチャンバー内
に設置し、この誘導コイル内にろう材を置いたスリーブ
とパイプ本体との差込部をセットし、前記チャンバーを
真空に保って誘導コイルに所定時間通電して加熱する、
いわゆる真空ろう付けにより接合している。
「発明が解決しようとする課題」 従来の真空ろう付け接合は、一つの高周波電源に対し
て一つの誘導コイルを設けていることと、一つの金属ス
リーブとパイプ本体との接合が終了する毎に、他のスリ
ーブとパイプ本体との差込部をチャンバー内の誘導コイ
ルにセットする必要上、チャンバー内の真空雰囲気をそ
の都度解除しなければならないこととによって、生産性
が極めて悪くコスト高になっていた。
本発明の目的は、より生産性の高い絶縁性ヒートパイ
プの接合方法を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 本発明に係る接合方法の一つは、前述の目的を達成す
るため、絶縁がいしの両端部に当該絶縁がいしと熱膨張
率が近似した金属スリーブを有し、各金属スリーブに金
属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒートパイプにお
ける前記金属スリーブとパイプ本体とを接合するにあた
り、同一の高周波電源に切換器を介して並列に接続され
た複数の誘導コイルをチャンバー内に設置し、金属スリ
ーブとパイプ本体との差込部にろう材を置いて当該差込
部を各誘導コイル内にそれぞれセットし、前記チャンバ
ー内を真空又は還元性雰囲気ないし不活性雰囲気に保
ち、前記切換器の操作により前記各誘導コイルへの通電
を加熱接合に必要な時間毎に順次切り換えることを構成
している。
本発明に係る接合方法の他の一つは、前述の目的を達
成するため、絶縁がいしの両端部に当該絶縁がいしと熱
膨張率が近似した金属スリーブを有し、各金属スリーブ
に金属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒートパイプ
における前記金属スリーブとパイプ本体とを接合するに
あたり、直列に接続された複数の誘導コイルからなる複
数の誘導コイル群を、それぞれ同一の高周波電源に切換
器を介して並列に接続してチャンバー内に設置し、金属
スリーブとパイプ本体との差込部にろう材を置いて当該
差込部を各誘導コイル内にそれぞれセットし、前記チャ
ンバー内を真空又は還元性雰囲気ないし不活性雰囲気に
保ち、前記切換器の操作により前記各誘導コイル群への
通電を加熱接合に必要な時間毎に順次切り換えるように
構成している。
前記の各接合方法においては、切換器と各誘導コイル
ないし誘導コイル群との間に交流器を設け、電源からの
低圧電流を高圧電流に変流して誘導コイルに通電させる
のが好ましい。
本発明に係る接合方法のさらに他の一つは、前述の目
的を達成するため、絶縁がいしの両端部に当該絶縁がい
しと熱膨張率が近似した金属スリーブを有し、各金属ス
リーブに金属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒート
パイプにおける前記金属スリーブとパイプ本体とを接合
するにあたり、同一の高周波電源に直列に接続された複
数の誘導コイルをチャンバー内に設置し、金属スリーブ
とパイプ本体との差込部にろう材を置いて当該差込部を
各誘導コイル内にそれぞれセットし、前記チャンバー内
を真空又は還元性雰囲気ないし不活性雰囲気に保ち、各
誘導コイルに通電するように構成している。
「作用」 本発明の接合方法の一つによれば、切換器の操作によ
って複数の誘導コイルへ加熱接合に必要な時間毎に順次
通電され、各誘導コイルにセットされた金属スリーブと
パイプ本体とが順次加熱接合される。
本発明の接合方法の他の一つによれば、切換器の操作
で複数の誘導コイル群へ加熱接合に必要な時間毎に順次
通電され、各誘電コイル群にセットされたそれぞれの金
属スリーブとパイプ本体とが順次加熱接合される。一つ
の誘導コイル群の各コイルにセットされた金属スリーブ
とパイプ本体とは同時に加熱接合される。
また、前記各接合方法においては、設定したチャンバ
ー内の雰囲気は、全部の誘導コイルによるそれぞれの金
属スリーブとパイプ本体との加熱接合が終了するまで維
持される。
本発明に係る発明方法のさらに他の一つよれば、複数
の金属スリーブとパイプ本体とが同時に加熱接合され
る。
「実施例」 以下図面を参照しながら、本発明方法の好適な実施例
を説明する。
図2には、本発明に係る接合方法によって製造される
絶縁型ヒートパイプが部分的に示されている。
セラミックで円筒状に成形された絶縁がいし4の両端
部には、当該絶縁がいし4と熱膨張率が近似した例えば
Fe−Ni合金等からなる金属スリーブ5が接合されてお
り、各金属スリーブ5には、銅やアルミニウム又はそれ
らの合金からなるパイプ本体3それぞれ接合されてい
る。
第1図は本発明に係る接合方法の一実施例を説明する
ための装置の一例であって、一つの高周波電源1には、
複数の誘導コイルIC1〜IC4がそれぞれ切換器SW1〜SW4を
介して並列に接続されており、各誘導コイルIC1〜IC4は
チャンバー2内に位置され、各切換器SW1〜SW4と各誘導
コイルIC1〜IC4の間には、コイルIC1〜IC4寄りの位置に
変流器CT1〜CT4が設置されている。
この実施例の誘導コイルICは、外径5mmの銅チューブ
を二重にして二巻きしたもので、外側の巻径(外径)ほ
ぼ50mm,内径ほぼ25mmであり、内部には冷水を循環させ
て水冷状態で使用される。
第2図で示すように、絶縁がいし4の両端部には、Fe
−Ni合金からなる金属スリーブ5が予め接合されてお
り、先ず、一方の金属スリーブ5に外径12mmの銅管より
なるパイプ本体3の端部を差し込んだ差込部30に、ろう
材(JIS BAg−8の銀ろう)6を巻き、この差込部30を
図のように各誘導コイルIC1〜IC4の内側にセットする。
この実施例で、差込部30を図のようにセットした状態
においてパイプ本体3及び金属スリーブ5は垂直な状態
である。
次いで、チャンバー2内を図示しない真空ポンプで高
真空(4x10-2Torr)にして内部の酸素濃度を低く(0.00
1%以下)し、不活性ガス(例えば水素ガスを5%程度
含むアルゴンガス)置換してチャンバー2内を常圧の不
活性雰囲気ないし還元性雰囲気に設定する。
次いで、切換器SW1の操作で誘導コイルIC1に通電し、
接合具合を監視しながら5KW,75KHz程度の高周波をほぼ1
0秒間加え、その後誘導コイルIC1への通電を遮断すると
ともに、以下同様な要領で切換器SW2,SW3,SW4を順に操
作して誘導コイルIC2,IC3,IC4にそれぞれ10秒間程度通
電し、各誘導コイルIC1〜IC4にそれぞれセットした四本
のパイプ本体3と金属スリーブ5とを順次加熱接合し
た。
この実施例によれば、一度設定した適切な雰囲気中で
複数の金属スリーブ5とパイプ本体3との加熱接合を行
うことができ、かつそれを短かい時間で行なうことがで
きるから、生産性が極めてよくなる。
この実施例において、誘導コイルIC1とIC2、及びIC3
とIC4とを、それぞれ第2図の差込部30,30の間隔と等し
い間隔で上下方向へ一致させて配置すれば、一本のヒー
トパイプにおける両方の差込部30,30を順次加熱接合す
ることができる。
第3図は本発明に係る接合方法の他の例を実施するた
めの装置例を示すものであり、高周波電源1には、それ
ぞれ並列に接続された複数の誘導コイルIC1,IC2,及びIC
3,IC4からなる複数の誘導コイル群C1,C2が、切換器SW1,
SW2及び変流器CT1,CT2を介して接続されており、これら
の各誘導コイル群C1,C2をチャンバー2内に設置してい
る。
誘導コイルIC1とIC2、誘導コイルIC3とIC4とは、それ
ぞれ材質や構造及び寸法をより正確に一致させ、バラツ
キを極力なくすように製造する。
前述の実施例と同様なパイプ本体3,金属スリーブ5,ろ
う材6を使用し、各誘導コイル群C1,C2のそれぞれの誘
導コイルIC1〜IC4内に、前記実施例と同じ要領でパイプ
本体3と金属スリーブ5の差込部30をセットし、チャン
バー2内を同様な要領で不活性雰囲気ないし還元性雰囲
気にした後、切換器SW1を操作して誘導コイル群C1へ通
電し、接合具合を監視しながら前記実施例と同様な高周
波を約10秒間加え、その後誘導コイル群C1への通電を遮
断するとともに、切換器SW2の操作で誘導コイル群C2へ
同様に通電して、四本のパイプ本体3と金属スリーブ5
をそれぞれ二本ずつ順に加熱接合した。
この実施例の接合方法の作用及び効果は、前記実施例
の場合とほぼ同様なのでそれらの説明は省略する。
第4図は本発明に係る接合方法のさらに他の例を説明
するための装置例を示すもので、高周波電源1には、複
数の誘導コイルIC1〜IC4を直列に接続し、この誘導コイ
ルIC1〜IC4をチャンバー2内に位置させている。
誘導コイルIC1〜IC4は、それぞれ材質や構造及び寸法
をより正確に一致させ、バラツキを極力なくするように
製造する。
第2図と同様なパイプ本体3,金属スリーブ5,ろう材6
を使用し、各誘導コイルIC1〜IC4内に、前記実施例と同
じ要領でパイプ本体3と金属スリーブ5の差込部30をセ
ットし、チャンバー2内の同様な要領で不活性雰囲気な
いし還元性雰囲気にした後、誘導コイルIC1〜IC4へ通電
し、接合具合を監視しながら前記各実施例と同様な高周
波を約10秒間加えて、四本のパイプ本体3と金属スリー
ブ5を同時に加熱接合した。
この実施例の接合方法によれば、前述の各実施例の場
合よりさらに短時間で複数のパイプ本体3と金属スリー
ブ5とを接合することができる。
第3図及び第4図の実施例において、誘導コイルIC1
とIC2、及びIC3とIC4とを、それぞれ第2図の差込部30,
30の間隔と等しい間隔で上下方向へ一致させて配置すれ
ば、一本のヒートパイプにおける両方の差込部30,30を
同時に加熱接合することができる。
前記各実施例の接合方法においては、予めがいし4に
接合された金属スリーブ5とパイプ本体3とを接合した
が、先ず金属スリーブ5とパイプ本体3とを接合し、そ
の後金属スリーブ5とがいし4とを接合してもよい。
前記各実施例では、チャンバー2内を還元性ないし不
活性雰囲気に保って部材を加熱したが、真空でも加熱部
表面における酸化皮膜の形成を阻止することができるの
で、チャンバー2内を真空に保って実施することができ
る。
なお、本発明に係る接合方法は前記実施例のみに限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲
内において、適宜他の要素を付加しあるいは主要でない
部分を変更して実施する場合が含まれる。
「発明の効果」 本発明に係る接合方法によれば、パイプ本体と金属ス
リーブとを極めて生産性よく接合することができ、より
低コストで絶縁型ヒートパイプを製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る接合方法の一例を説明するための
装置例を示す概略平面図、第2図は接合時におけるパイ
プ本体と金属フレーム及び誘導コイルの位置関係を示す
部分拡大正面図、第3図及び第4図はそれぞれ他の接合
方法の実施例を説明するための装置例の概略平面図であ
る。 図中主要符号の説明 1は高周波電源、2はチャンバー、3はパイプ本体、30
はパイプ本体と金属スリーブとの差込部、4は絶縁がい
し、5は金属スリーブ、6はろう材、IC1〜IC4は誘導コ
イル、C1,C2は誘導コイル群、SW1〜SW4は切換器、CT1〜
CT4は変流器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F28D 15/02 106 B23K 1/00 330 B23K 31/02 310

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁がいしの両端部に当該絶縁がいしと熱
    膨張率が近似した金属スリーブを有し、各金属スリーブ
    に金属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒートパイプ
    における前記金属スリーブとパイプ本体とを接合するに
    あたり、 同一の高周波電源に切換器を介して並列に接続された複
    数の誘導コイルをチャンバー内に設置し、 金属スリーブとパイプ本体との差込部にろう材を置いて
    当該差込部を各誘導コイル内にそれぞれセットし、 前記チャンバー内を真空又は還元性雰囲気ないし不活性
    雰囲気に保ち、 前記切換器の操作により前記各誘導コイルへの通電を加
    熱接合に必要な時間毎に順次切り換えることを特徴とす
    る、 絶縁型ヒートパイプの接合方法。
  2. 【請求項2】絶縁がいしの両端部に当該絶縁がいしと熱
    膨張率が近似した金属スリーブを有し、各金属スリーブ
    に金属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒートパイプ
    における前記金属スリーブとパイプ本体とを接合するに
    あたり、 直列に接続された複数の誘導コイルからなる複数の誘導
    コイル群を、それぞれ同一の高周波電源に切換器を介し
    て並列に接続してチャンバー内に設置し、 金属スリーブとパイプ本体との差込部にろう材を置いて
    当該差込部を各誘導コイル内にそれぞれセットし、 前記チャンバー内を真空又は還元性雰囲気ないし不活性
    雰囲気に保ち、 前記切換器の操作により前記各誘導コイル群への通電を
    加熱接合に必要な時間毎に順次切り換えることを特徴と
    する、 絶縁型ヒートパイプの接合方法。
  3. 【請求項3】絶縁がいしの両端部に当該絶縁がいしと熱
    膨張率が近似した金属スリーブを有し、各金属スリーブ
    に金属製のパイプ本体が接合された絶縁型ヒートパイプ
    における前記金属スリーブとパイプ本体とを接合するに
    あたり、 同一の高周波電源に直列に接続された複数の誘導コイル
    をチャンバー内に設置し、 金属スリーブとパイプ本体との差込部にろう材を置いて
    当該差込部を各誘導コイル内にそれぞれセットし、 前記チャンバー内を真空又は還元性雰囲気ないし不活性
    雰囲気に保ち、各誘導コイルに通電することを特徴とす
    る、 絶縁型ヒートパイプの接合方法。
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