JPH01121690A - ヒートパイプにおけるウイックの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、亡−ドパイブにおいて毛細管圧力を発生さ
せるために設けたウィックに関するものであり、待に金
網を主体とするウィックの構造に関するものである。

従来の技術 周知のようにヒートパイプは、密閉管の内部に封入した
作動流体が蒸発と凝縮とを伴って蒸発部と凝縮部との間
を循環流動することにより熱を輸送するものであって、
凝縮部で放熱して凝縮した作動流体を蒸発部に還流させ
るために、ウィックで生じる毛細管圧力を利用している
。そのウィックとして、各種金属の細線を織って作った
金網が一般に用いられており、この所謂金・網ウィック
は作！Ｆｌ流体に対する外部との熱授受を可及的に良好
ならしめるために、ヒートパイプの容器である密閉管の
内壁面に一様に密着することが好ましく、そのために従
来では、金網ウィック自体の弾性力　、によって密閉管
に密着させ、あるいはよりＭｉ寅に固定する場合には、
固定用コイルスプリングやスポット溶接による固定など
の手段が取られている。

発明が解決しようとする問題点 より確実なウィックの装着方法であるスポット溶接によ
る方法では、まず金網をテープ状に切断し、これをヒー
トパイプ容器である密閉管の内径に合せて筒状に成形し
、この金網製の円筒体を密閉管の内部に挿入し、かつ密
閉管の一喘部にスポット溶接する。しかしながらこのス
ポット溶接による方法では、金網を筒状に成形して密閉
管の内部に挿入した際に、金網の互いに突き合わせた側
縁部同士が重なってしまい、−ｍのウィックであっても
局部的に実質的に二層になり、その結果、その重なり部
の周辺では、第３図（Ａ＞に示すように密閉管１の内壁
面２とウィック３との間に空間部４が生じる。

ウィックの装着方法として固定用のコイルスプリングを
使用する方法では、上述したスポット溶接による方法以
上の良好な装着状態を得ることは困難であり、また金網
ウィックの有する弾性力を利用する方法では尚更ウィッ
クの装着状態が悪化し、密閉管１とウィック３との間に
生じる空間部４は更に広範囲になる。

じ−ドパイブに上記のような空間部４が存在すると、蒸
発部では、ウィック３の内部および空間部４にある作動
流体が外部から熱を受けて蒸発するが、外部からの熱流
束が増大すると、空間部４内で気泡Ｐが発生する。この
気泡Ｐは、その粒径が小ざい場合にはウィック３の網目
を通過してウィック３の内周側の蒸気通路５に扱は出る
が、気泡Ｐが合体して大きく成長すると、第３図（Ｂ）
に示すようにウィック３の網目を通過できなくなり、空
間部４内に滞溜し始める。このような状態にあかれた気
泡Ｐは、その一部が所謂ちぎれた状態となって蒸発品端
末から蒸気通路５へ抜は出すこともあるが、多くの場合
には前記空間部４内で極めて複雑な運動を行ないながら
気泡Ｐ同士の合体を繰り返して更に大きくなり、やがて
空間部４を充満し、ついには第３図（Ｃ）に示すように
ウィック３の内部までも気泡Ｐが満すようになる。

このような状態では、ヒートパイプの蒸発部での熱抵抗
が増大し、もはや熱輸送量の増大を期待できず、ヒート
パイプとしての正常な働きをしなくなる。

このように従来では、代表的なヒートパイプ用ウィック
である金網製ウィックを用いた場合に、作動流体の加熱
によって生じた気泡Ｐを速やかに蒸気通路５側に排出で
きず、熱輸送量の低下を招来するなどの問題があった。

この発明は上記の事情に鑑゛みてなされたちの′で、作
動流体の加熱に伴って生じる気泡を蒸気通路側に速やか
に排出させ、ひいては熱輸送能力に優れたヒートパイプ
を得ることのできるウィック構造を提供することを目的
とするものでおる。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、気泡の排出
のためのスリット部をウィックに形成したものでおり、
より置体的には、この発明は、密閉管の内壁面に、毛細
管圧力を牛じざぜるための金網を主体とするウィックを
固定し、そのウィックの内周側に蒸気通路を形成したじ
一ドパイブにおいて、前記密閉管の内壁面とウィックと
の間に存在する空間部を前記蒸気通路に連通させるスリ
ット部を、前記ウィックにその軸線方向のほぼ全長にわ
たって形成したことを特徴とするものであ゛　る。

作　　　　用 ウィックを上記のように構成したヒートパイプでは、外
部からの入熱によって生じた作動流体の気泡は、ウィッ
クの網目やスリット部を通って蒸気流路に扱は出す。ま
たウィックを通って扱は出さずにある程度の大きざまで
成長した気泡は、スリット部に至ることにより、スリッ
ト部から蒸気通路に（友は出す。したがってこの発明の
ウィック構造によれば、作動流体と直接熱授受を行なう
密閉管の内壁面が気泡によって覆われることがないので
、作動流体との間の熱伝達が常時良好に行なわれ、その
結果、熱流束を増大させることができる。

実施例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す略解図
であって、ヒートパイプ容器である密閉管１０は、金属
製チューブの両端部を端板１１ａ。

１１ｂによって畜閉した構成であり、その内壁面には毛
ＩｉＤ管圧力を生じさせるためのウィック１２か添設さ
れている。このウィック１２は、金網を主体とするもの
であり、密閉管１０の軸長とほぼ等しい長さでかつ密閉
管１０の内周長より名士短い幅に切取った金網を筒状に
湾曲させて構成されている。したがってこのウィック１
２には、その素材としての金網の幅が密閉管１０の内周
長より短いことにより、金網の側縁部が接触せずにわず
かに離れており、その結果、その軸線方向のほぼ全長に
亘ってスリット部１３が形成されている。

そしてウィック１２は金網を素材とするものであるため
に、密閉管１０の内壁面との間に不可避的に空間部１４
が午じており、前記スリン１一部１３は、その空間部１
４とウィック１２の内周側に形成されている蒸気通路１
５とを連通させている。

このスリット部１３の幅は、−例として、長さが１００
０ａｎで内径が２２．４ｍのヒートパイ−プの場合、約
１０Ｍである。

ざらに上記の密閉管１０の内部には、水などの目的とす
る温度範囲で蒸発および凝縮する作動流体が封入されて
いる。

なあ、ウィック１２はそれ自体の弾性力やスポット溶接
などの適宜の手段によって固定すればよい。

第１図および第２図に示す構造のウィック１２をもった
ヒートパイプは、通常のヒートパイプと同様に、一方の
端部を、外部から熱を与える蒸発部とし、これとは反対
側の端部を、熱を外部に奪う凝縮部として使用され、作
動流体は蒸発部において蒸発し、その蒸気が凝縮部に流
れた債に、放熱して凝縮する。その場合、蒸発部の空間
部においては、作動流体が加熱されて気泡が生じること
があるが、その気泡は、粒径が小さいうちはウィック１
２の網目や前記スリット部１３を通って蒸気通路１５に
搗は出る。またウィック１２の内部に留まった気泡は互
いに合体して成長するが、成長してスリット部１３に至
った気泡は、スリット部１３の開口面積が広いためにこ
こを通って蒸気通路１５に俵は出す。いずれにしても作
動流体が加熱されることにより生じた気泡は蒸気通路１
５に排出されるので、密閉管１０の内壁面が気泡によっ
て覆われることがなく、したがって作動流体との密閉管
１０との間の熱伝達が良好に行なわれる。

なお、以上述べた実施例では１枚の金網でウィックを構
成した例について説明したが、この発明は上記の実施例
に限定されるものではなく、複数枚の金網を使ってウィ
ックを複数層に形成してもよく、その場合には各層の金
網に前述したスリット部と同様のスリット部を形成し、
かつ各スリット部を連通させればよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明のウィック構造
によれば、スリット部を設けたことにより金網ウィック
と密閉管の内壁面との間の空間部で生じる気泡をウィッ
クの内周側の蒸気通路に確実に排出させて前記空間部に
気泡の滞溜を生じざぜないから、密閉管と作動流体との
熱伝達が良好となって熱流束を増大させることができ、
ひいてはヒートパイプとしての熱輸送能力を向上させる
ことができる。またスリット部は金網の幅を密閉管の内
周長より若干短く設定しておくことにより形成できるの
で、製造・加工に特に困難さを招来せずにスリット部を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す一部省略した略解断
面図、第２図は第１図の■−■線矢視図、第３図（Ａ＞
（Ｂ）（Ｃ）は気泡の発生および成長過程を説明するた
めの略解図である。 １０・・・密閉管、　１２・・・ウィック、　１３・・
・スリット部、　１４・・・空間部、　１５・・・蒸気
通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　密閉管の内壁面に、毛細管圧力を生じさせるための金
   網を主体とするウイックを固定し、そのウイックの内周
   側に蒸気通路を形成したヒートパイプにおいて、 前記密閉管の内壁面とウイックとの間に存在する空間部
   を前記蒸気通路に連通させるスリット部を、前記ウイッ
   クにその軸線方向のほぼ全長にわたって形成したことを
   特徴とするヒートパイプにおけるウイックの構造。