JP3177748B2 - 熱伝導膜 - Google Patents
熱伝導膜Info
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- heat conductive
- heating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-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
- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/0241—Heat-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 the tubes being flexible
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-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
- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D2015/0225—Microheat pipes
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Road Paving Structures (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い熱伝導性を有する
熱伝導膜に関する。
熱伝導膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、膜全面に均一な温度にしたり、発
熱させたりしたい場合、膜の中に発熱線やパイプを配置
している。又、弁体等の凍結防止の場合、スチームを通
した銅管を弁体に巻つけている。
熱させたりしたい場合、膜の中に発熱線やパイプを配置
している。又、弁体等の凍結防止の場合、スチームを通
した銅管を弁体に巻つけている。
【０００３】図６は従来技術の膜の中に発熱線を配置し
た平面図である。本図は電気を熱源とした暖房の一例で
ある電気毛布を示す。通常の毛布１２の中に発熱用の電
熱線１４が極めて密に張り巡らされている。
た平面図である。本図は電気を熱源とした暖房の一例で
ある電気毛布を示す。通常の毛布１２の中に発熱用の電
熱線１４が極めて密に張り巡らされている。
【０００４】図７は従来技術の物体の表面にパイプを配
置した正面図である。本図は弁体の凍結防止法の一例で
あるスチームトレースの施工例を示す。配管部の凍結防
止としては直径１０mm程度の銅管３が配管２と配管保温
材４の間に配置されていて、銅管３内に蒸気が流されて
いる。
置した正面図である。本図は弁体の凍結防止法の一例で
あるスチームトレースの施工例を示す。配管部の凍結防
止としては直径１０mm程度の銅管３が配管２と配管保温
材４の間に配置されていて、銅管３内に蒸気が流されて
いる。
【０００５】図８は従来技術における道路、玄関などの
融雪及び凍結防止装置の斜視図を示す。通常、熱源には
地熱や地下水、温泉排水の熱などが利用され、本図は地
熱の場合を示している。地中から入熱するヒートパイプ
７の蒸発部管と路面下で放熱するヒートパイプ７の凝縮
部管からなり、ヒートパイプ７の蒸発部で蒸気化した媒
体は路面下に配置された管内を流れ、路面６を加熱し、
路面６上の雪を溶かしたり路面６の凍結を防止する。
融雪及び凍結防止装置の斜視図を示す。通常、熱源には
地熱や地下水、温泉排水の熱などが利用され、本図は地
熱の場合を示している。地中から入熱するヒートパイプ
７の蒸発部管と路面下で放熱するヒートパイプ７の凝縮
部管からなり、ヒートパイプ７の蒸発部で蒸気化した媒
体は路面下に配置された管内を流れ、路面６を加熱し、
路面６上の雪を溶かしたり路面６の凍結を防止する。
【０００６】図９は従来技術における床暖房の一例を示
す斜視図である。図示されていないヒートポンプやコ・
ジェネ用エンジンで加熱された温水は床８に配置された
温水配管１１の中をポンプにて強制的に循環させ、室内
を間接的に暖め、、ヒートポンプ等に戻り再び加熱され
る。
す斜視図である。図示されていないヒートポンプやコ・
ジェネ用エンジンで加熱された温水は床８に配置された
温水配管１１の中をポンプにて強制的に循環させ、室内
を間接的に暖め、、ヒートポンプ等に戻り再び加熱され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記図６に示す従来技
術は、電熱線１４の１個所の断線で目的が達成出来なく
なる。それ故に製作段階で決定された毛布の大きさは、
以後用途によって任意の形状、面積に切断することは出
来ない。
術は、電熱線１４の１個所の断線で目的が達成出来なく
なる。それ故に製作段階で決定された毛布の大きさは、
以後用途によって任意の形状、面積に切断することは出
来ない。
【０００８】上記図７に示す従来技術は、弁体１の凍結
防止の場合、この銅管３が、図に示すように、弁体１に
巻き付けられているから弁体１は線状に銅管３の周囲の
み加熱され、弁体１を加熱するに必要な形状、面積が得
られない。
防止の場合、この銅管３が、図に示すように、弁体１に
巻き付けられているから弁体１は線状に銅管３の周囲の
み加熱され、弁体１を加熱するに必要な形状、面積が得
られない。
【０００９】上記図８図に示す従来技術は、路面下のヒ
ートパイプ７が破損した場合加熱性能は低下する。ま
た、ヒートパイプ７を地中に埋設するので加熱面積の変
更は容易では無い。
ートパイプ７が破損した場合加熱性能は低下する。ま
た、ヒートパイプ７を地中に埋設するので加熱面積の変
更は容易では無い。
【００１０】上記図９図に示す従来技術は、融雪及び凍
結防止装置と同様、温水配管１１が破損した場合には加
熱性能がなくなる。また、建設当初の加熱面積を任意に
変更することは容易ではない。
結防止装置と同様、温水配管１１が破損した場合には加
熱性能がなくなる。また、建設当初の加熱面積を任意に
変更することは容易ではない。
【００１１】以上のように従来技術は、熱伝導膜の形状
の任意性について配慮が成されていない。
の任意性について配慮が成されていない。
【００１２】本発明の目的は、切断して任意の形状、面
積が得られる熱伝導膜を提供することにある。
積が得られる熱伝導膜を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的は、表面材と裏
面材を結合する粘結材中に、複数の微小ヒートパイプを
隣接させて保持した熱伝導膜とすることにより達成され
る。
面材を結合する粘結材中に、複数の微小ヒートパイプを
隣接させて保持した熱伝導膜とすることにより達成され
る。
【００１４】また、前記微小ヒートパイプの外径が１ｍ
ｍ以下であることが望ましい。
ｍ以下であることが望ましい。
【００１５】また、前記微小ヒートパイプの外筒がプラ
スチックであることことが望ましい
スチックであることことが望ましい
【００１６】
【作用】上記構成によれば、表面材と裏面材を結合する
粘結材中に、複数の微小ヒートパイプが隣接させて保持
されており、熱伝導膜の一端に加えられた熱は微小ヒー
トパイプの一端から他端に伝導し、その微小ヒートパイ
プの他端に接触する他の微小ヒートパイプの一端から他
端に伝導し、このようにして次々と微小ヒートパイプに
より熱伝導が行われ熱伝導膜の他端に熱が到達し、熱伝
導膜としての機能が生じる。
粘結材中に、複数の微小ヒートパイプが隣接させて保持
されており、熱伝導膜の一端に加えられた熱は微小ヒー
トパイプの一端から他端に伝導し、その微小ヒートパイ
プの他端に接触する他の微小ヒートパイプの一端から他
端に伝導し、このようにして次々と微小ヒートパイプに
より熱伝導が行われ熱伝導膜の他端に熱が到達し、熱伝
導膜としての機能が生じる。
【００１７】微小ヒートパイプは極めて小さく多数保持
されているから、熱伝導膜の一部が破損してもその部分
の微小ヒートパイプが機能をなくすのみで、それ以外の
微小ヒートパイプは機能しているから熱伝導膜としての
熱伝導性は維持される。このように熱伝導膜の一部を切
断しても、全体としては機能するから自由に切断して任
意の形状を有する熱伝導面を得ることが出来る。
されているから、熱伝導膜の一部が破損してもその部分
の微小ヒートパイプが機能をなくすのみで、それ以外の
微小ヒートパイプは機能しているから熱伝導膜としての
熱伝導性は維持される。このように熱伝導膜の一部を切
断しても、全体としては機能するから自由に切断して任
意の形状を有する熱伝導面を得ることが出来る。
【００１８】微小ヒートパイプの外径を１ｍｍ以下とす
ることにより、内圧及び外圧耐力が大きくなる。
ることにより、内圧及び外圧耐力が大きくなる。
【００１９】微小ヒートパイプの外筒の材質をプラスチ
ックとすることにより、耐腐食性が高くなり屋外におけ
る使用や、作動媒体に銅材では使用出来ないアンモニア
を使用することが出来る。
ックとすることにより、耐腐食性が高くなり屋外におけ
る使用や、作動媒体に銅材では使用出来ないアンモニア
を使用することが出来る。
【００２０】
【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
【００２１】先ず、本発明の微小ヒートパイプの基本的
な特性について説明する。
な特性について説明する。
【００２２】図１は本発明の実施例の熱伝導膜の横断面
図である。
図である。
【００２３】熱伝導膜は直径１mm以下、長さが数ミリメ
ートルの微小ヒートパイプ１５と、それぞれの微小ヒー
トパイプ１５を保持する粘結材２１と、表面膜２２、裏
面膜２３とからなっている。熱放散面が一部又は片面の
場合には、その他の面は熱伝導率を小さくした保温膜と
し、熱伝導効率をあげることができる。熱伝導膜の一部
が加熱されると、加熱された部分にある微小ヒートパイ
プ１５内の媒体は蒸発し、次の微小ヒートパイプ１５に
て冷却され凝縮し、表面張力にて蒸発部に戻る。次の微
小ヒートパイプ１５にても同様の現象にて熱が熱伝導膜
平面に伝達される。
ートルの微小ヒートパイプ１５と、それぞれの微小ヒー
トパイプ１５を保持する粘結材２１と、表面膜２２、裏
面膜２３とからなっている。熱放散面が一部又は片面の
場合には、その他の面は熱伝導率を小さくした保温膜と
し、熱伝導効率をあげることができる。熱伝導膜の一部
が加熱されると、加熱された部分にある微小ヒートパイ
プ１５内の媒体は蒸発し、次の微小ヒートパイプ１５に
て冷却され凝縮し、表面張力にて蒸発部に戻る。次の微
小ヒートパイプ１５にても同様の現象にて熱が熱伝導膜
平面に伝達される。
【００２４】図２は本発明の実施例の熱伝導膜の縦断面
図である。
図である。
【００２５】本図に示すようにそれぞれの微小ヒートパ
イプ１５が密に接触して微小ヒートパイプ１５間の熱伝
導が行われる。
イプ１５が密に接触して微小ヒートパイプ１５間の熱伝
導が行われる。
【００２６】図３は微小ヒートパイプ１５の構造を示す
横断面図である。
横断面図である。
【００２７】微小ヒートパイプ１５の製法は、プラスチ
ック製パイプの両端を切断し外筒１６の中に単一の作動
媒体１７を封入し両端を加熱・接着するものである。作
動媒体は作動温度条件に於て過大の圧力とならない範囲
で、蒸発と凝縮を繰り返すような媒体が選ばれている。
通常、暖房や凍結防止の場合は摂氏１０度から５０度程
度であり、安全性も考慮し、純水が最適である。道路や
玄関などの融雪や凍結防止の場合、屋外でありアンモニ
アや他の媒体を使用する。微小ヒートパイプ１５の肉厚
は作動条件に置ける内圧と外力に耐えるように決める。
そのためには円筒の径は小さいほど有利になる。例え
ば、許容応力２kg／mm2、肉厚２０ミクロン、外径１０
００ミクロン（１ｍｍ）及び１００ミクロンのプラスチ
ック製ヒートパイプの場合、耐圧力は外径１０００ミク
ロンの場合約８kg／cm2、外径１００ミクロンの場合約
８０kg／cm2となり、小さい径程耐圧力は大きくなる。
同様に外力に対しても小さい径程耐外力は大きくなる。
但し、余りに径を小さくすると、単位ヒートパイプ当た
りの熱輪送能力は小さいから、所定の熱量を輪送するに
必要なヒートパイプの数が多くなり、熱がヒートパイプ
の外筒を伝導する割合が増加し、外筒の熱伝導率はヒー
トパイプ内部のように高くないから熱伝導膜の伝熱性能
は低下する。外筒膜厚は数ミクロン〜数十ミクロンのた
め、熱伝導率の悪いプラスチックが採用できる。媒体量
は外筒内容積の５％以下で十分であるが、それを越えて
１０％でも作動する。
ック製パイプの両端を切断し外筒１６の中に単一の作動
媒体１７を封入し両端を加熱・接着するものである。作
動媒体は作動温度条件に於て過大の圧力とならない範囲
で、蒸発と凝縮を繰り返すような媒体が選ばれている。
通常、暖房や凍結防止の場合は摂氏１０度から５０度程
度であり、安全性も考慮し、純水が最適である。道路や
玄関などの融雪や凍結防止の場合、屋外でありアンモニ
アや他の媒体を使用する。微小ヒートパイプ１５の肉厚
は作動条件に置ける内圧と外力に耐えるように決める。
そのためには円筒の径は小さいほど有利になる。例え
ば、許容応力２kg／mm2、肉厚２０ミクロン、外径１０
００ミクロン（１ｍｍ）及び１００ミクロンのプラスチ
ック製ヒートパイプの場合、耐圧力は外径１０００ミク
ロンの場合約８kg／cm2、外径１００ミクロンの場合約
８０kg／cm2となり、小さい径程耐圧力は大きくなる。
同様に外力に対しても小さい径程耐外力は大きくなる。
但し、余りに径を小さくすると、単位ヒートパイプ当た
りの熱輪送能力は小さいから、所定の熱量を輪送するに
必要なヒートパイプの数が多くなり、熱がヒートパイプ
の外筒を伝導する割合が増加し、外筒の熱伝導率はヒー
トパイプ内部のように高くないから熱伝導膜の伝熱性能
は低下する。外筒膜厚は数ミクロン〜数十ミクロンのた
め、熱伝導率の悪いプラスチックが採用できる。媒体量
は外筒内容積の５％以下で十分であるが、それを越えて
１０％でも作動する。
【００２８】次に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２９】図４は凍結防止に本実施例の熱伝導膜を用
いた弁体の正面図である。
いた弁体の正面図である。
【００３０】配管２に配置されたスチームトレース用の
銅管３は、弁体１の部分でも直線的に配置され、銅管３
に接して熱伝導膜２０が弁体１を被覆している。銅管３
内の蒸気より熱を受けた熱伝導膜２０は、熱伝導膜２０
内の微小ヒートパイプ１５により順次熱を伝え、弁体１
全体を保温する。銅管３は配管２に沿って直線的に配置
されるため、作業も容易であり、蒸気の流れもスムース
となる。又、熱伝導膜２０も弁体１に合わせて切断で
き、保温作業の一環として作業することが可能であり、
建設工数も低減される。
銅管３は、弁体１の部分でも直線的に配置され、銅管３
に接して熱伝導膜２０が弁体１を被覆している。銅管３
内の蒸気より熱を受けた熱伝導膜２０は、熱伝導膜２０
内の微小ヒートパイプ１５により順次熱を伝え、弁体１
全体を保温する。銅管３は配管２に沿って直線的に配置
されるため、作業も容易であり、蒸気の流れもスムース
となる。又、熱伝導膜２０も弁体１に合わせて切断で
き、保温作業の一環として作業することが可能であり、
建設工数も低減される。
【００３１】図５は凍結防止に本実施例の熱伝導膜を用
いた路面の縦断面図である。熱伝導膜２０は必要な加熱
面と熱源部にわたり配置されている。熱源部は温水配管
１８、温排水側溝１９あるいは図示せざるヒーターのい
ずれでも良く、熱伝導膜２０の熱源部と加熱面部の面積
は熱源と加熱面の温度で決める。熱源から熱を受けた熱
伝導膜２０は内部の微小ヒートパイプにて順次熱を伝
え、加熱面全体の膜の温度を高め、凍結防止などの役目
を成す。凍結防止が不用となった時に熱伝導膜２０を撤
去することは容易である。また凍結防止以外に建物内の
床暖房に熱伝導膜を用いることが可能である。
いた路面の縦断面図である。熱伝導膜２０は必要な加熱
面と熱源部にわたり配置されている。熱源部は温水配管
１８、温排水側溝１９あるいは図示せざるヒーターのい
ずれでも良く、熱伝導膜２０の熱源部と加熱面部の面積
は熱源と加熱面の温度で決める。熱源から熱を受けた熱
伝導膜２０は内部の微小ヒートパイプにて順次熱を伝
え、加熱面全体の膜の温度を高め、凍結防止などの役目
を成す。凍結防止が不用となった時に熱伝導膜２０を撤
去することは容易である。また凍結防止以外に建物内の
床暖房に熱伝導膜を用いることが可能である。
【００３２】以上述べたように本実施例の熱伝導膜の一
部を加熱すれば膜全体が昇温されるので、凍結防止や暖
房の構造が簡単になると共に、取り付け、保守も容易と
なる効果がある。
部を加熱すれば膜全体が昇温されるので、凍結防止や暖
房の構造が簡単になると共に、取り付け、保守も容易と
なる効果がある。
【００３３】
【発明の効果】本発明の熱伝導膜によれば、切断して任
意の形状、面積にすることができる。
意の形状、面積にすることができる。
【図１】本発明の実施例の熱伝導膜の横断面図である。
【図２】本発明の実施例の熱伝導膜の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例の微小ヒートパイプの構造を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図４】本発明の実施例の凍結防止に熱伝導膜を用いた
弁体の正面図である。
弁体の正面図である。
【図５】本発明の実施例の凍結防止に熱伝導膜を用いた
路面の縦断面図である。
路面の縦断面図である。
【図６】従来技術の膜の中に発熱線を配置した平面図で
ある。
ある。
【図７】従来技術の物体の表面にパイプを配置した正面
図である。
図である。
【図８】従来技術における路面の凍結防止装置の斜視図
を示す。
を示す。
【図９】従来技術における床暖房の一例を示す斜視図で
ある。
ある。
１ 弁体 ２ 配管 ３ 銅管 ４ 配管保温材 ５ 床 ６ 路面 ７ ヒートパイプ ８ 床 １１ 温水配管 １２ 毛布 １４ 電熱線 １５ 微小ヒートパイプ １６ 外筒 １７ 作動媒体 １８ 温水配管 １９ 温排水側溝 ２０ 熱伝導膜 ２１ 粘結材 ２２ 表面膜 ２３ 裏面膜
Claims (2)
- 【請求項１】 表面材と裏面材を結合する粘結材中に、
外筒がプラスチックからなる複数の微小ヒートパイプを
平板状に保持して形成されており、前記複数の微小ヒー
トパイプは同じ方向に延在し、該延在方向に隣接する前
記微小ヒートパイプは、少なくとも一方の微小パイプの
端部が他方の微小パイプに接触するように配置されてな
ることを特徴とする熱伝導膜。 - 【請求項２】 前記微小ヒートパイプの外径が１ｍｍ以
下であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28467891A JP3177748B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 熱伝導膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28467891A JP3177748B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 熱伝導膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118776A JPH05118776A (ja) | 1993-05-14 |
| JP3177748B2 true JP3177748B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=17681567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28467891A Expired - Fee Related JP3177748B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 熱伝導膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177748B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103946661A (zh) * | 2012-01-27 | 2014-07-23 | 古河电气工业株式会社 | 热传递装置 |
| JP2014179194A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Toyota Motor Corp | 温度調節装置及びそれを備えたバッテリ |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP28467891A patent/JP3177748B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05118776A (ja) | 1993-05-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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|
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