JPH01203894A - ヒートパイプ - Google Patents
ヒートパイプInfo
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- JPH01203894A JPH01203894A JP8828201A JP2820188A JPH01203894A JP H01203894 A JPH01203894 A JP H01203894A JP 8828201 A JP8828201 A JP 8828201A JP 2820188 A JP2820188 A JP 2820188A JP H01203894 A JPH01203894 A JP H01203894A
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- pipe
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- Pending
Links
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Classifications
-
- 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
- F28D15/04—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 with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—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 with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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〕
本発明は内面溝付管に関し、特に、金属管内面に軸方向
に形成されたフィンの全体ないしは先端部分を傾斜ある
いは折り曲げて、溝（グループ）開口部の幅をせばめる
ことにより、最大熱輸送量を大幅に増加できるようにし
たヒートパイプに関する。
に形成されたフィンの全体ないしは先端部分を傾斜ある
いは折り曲げて、溝（グループ）開口部の幅をせばめる
ことにより、最大熱輸送量を大幅に増加できるようにし
たヒートパイプに関する。
従来のヒートパイプに用いられる内面溝付管として、例
えば、第４図（ａｌ、 （ｂ）に示すものがある。この
内面溝付管は金属管１の内面に軸方向に形成された複数
のフィン２と、そのフィンによって形成される複数のグ
ループ３ａから成る。この内面溝付管をヒートパイプと
して使用するときは、これを閉じた容器とし、この中に
適量（一般に内容積の５〜２０％程度）の作動液を封入
し、該容器に加熱部および冷却部を設け、該作動液の沸
騰（または蒸発）および凝縮により熱を輸送する。ヒー
トパイプには、加熱部が冷却部より低く位置し、凝縮し
た液が重力によって加熱部に戻るヒートサイホン型と、
加熱部が冷却部より高いか。
えば、第４図（ａｌ、 （ｂ）に示すものがある。この
内面溝付管は金属管１の内面に軸方向に形成された複数
のフィン２と、そのフィンによって形成される複数のグ
ループ３ａから成る。この内面溝付管をヒートパイプと
して使用するときは、これを閉じた容器とし、この中に
適量（一般に内容積の５〜２０％程度）の作動液を封入
し、該容器に加熱部および冷却部を設け、該作動液の沸
騰（または蒸発）および凝縮により熱を輸送する。ヒー
トパイプには、加熱部が冷却部より低く位置し、凝縮し
た液が重力によって加熱部に戻るヒートサイホン型と、
加熱部が冷却部より高いか。
あるいは水平の場合（ヒートパイプモードと称する）、
および無重力の場合等において、凝縮した液がヒートパ
イプ容器内壁ウィックの毛細管力により加熱部に戻るウ
ィック型（狭義のヒートパイプ）とがある。ウィック型
におけるウィックの種類には、金網（メレシュ）、金属
あるいはカーボン繊維の束、多孔質金属、軸方向グルー
プ（溝）等があり、それぞれ長所および短所を有してい
る。即ち、内面溝付管は、これらヒートパイプのうちグ
ループウィックを有するヒートパイプとして用いられて
いる。ヒートパイプモードや無重力場でヒートパイプの
最大熱輸送量を規定す”るものは、−ａに毛細管限界で
ある。毛細管限界はウィックの毛細管力と、ウィック中
を流れて加熱部に戻る液流の圧力損失とがつり合うこと
により生じる熱輸送限界である。従って、ウィックの毛
細管力が大きく、液流の圧力損失が小さい程大きな最大
熱輸送量が得られる。
および無重力の場合等において、凝縮した液がヒートパ
イプ容器内壁ウィックの毛細管力により加熱部に戻るウ
ィック型（狭義のヒートパイプ）とがある。ウィック型
におけるウィックの種類には、金網（メレシュ）、金属
あるいはカーボン繊維の束、多孔質金属、軸方向グルー
プ（溝）等があり、それぞれ長所および短所を有してい
る。即ち、内面溝付管は、これらヒートパイプのうちグ
ループウィックを有するヒートパイプとして用いられて
いる。ヒートパイプモードや無重力場でヒートパイプの
最大熱輸送量を規定す”るものは、−ａに毛細管限界で
ある。毛細管限界はウィックの毛細管力と、ウィック中
を流れて加熱部に戻る液流の圧力損失とがつり合うこと
により生じる熱輸送限界である。従って、ウィックの毛
細管力が大きく、液流の圧力損失が小さい程大きな最大
熱輸送量が得られる。
しかし、従来の矩形グループ３ａを有する内面溝付管に
おいて、その最大毛細管力は、の式で表され、液体の表
面張力σを一定とした場合、その最大毛細管力Ｐｃｍは
グループ３ａの開口部幅Ｗが小さい程大きくなる。一方
、液体の圧力損失はグループ３ａの容積が小さくなる程
、換言すれば、グループ３ａの開口部幅Ｗが小さくなる
程大きくなり（詳細は省略）、ウィックの毛細管力と液
体の圧力損失は相反、する関係となる。その結果、グル
ープ３ａの開口部幅Ｗは毛細管力と圧力損失との兼ね合
いを考慮して決定しなければならず、従来の内面溝付管
ではヒートパイプモードや無重力場での最大熱輸送量を
大きく取れないと言う不都合があった。
おいて、その最大毛細管力は、の式で表され、液体の表
面張力σを一定とした場合、その最大毛細管力Ｐｃｍは
グループ３ａの開口部幅Ｗが小さい程大きくなる。一方
、液体の圧力損失はグループ３ａの容積が小さくなる程
、換言すれば、グループ３ａの開口部幅Ｗが小さくなる
程大きくなり（詳細は省略）、ウィックの毛細管力と液
体の圧力損失は相反、する関係となる。その結果、グル
ープ３ａの開口部幅Ｗは毛細管力と圧力損失との兼ね合
いを考慮して決定しなければならず、従来の内面溝付管
ではヒートパイプモードや無重力場での最大熱輸送量を
大きく取れないと言う不都合があった。
また、毛細管力が大きく、かつ、流体の圧力損失が小さ
いグループ形状の内面溝付管として、第５図に示すよう
に、グループ３ｂの開口部は狭いが、内部の液通路は円
形で広い形状のものが提案されている。これは、従来の
矩形グループにおけるウィックの毛細管力と液体の圧力
損失の相反する関係をグループの形状を円形とすること
により解決したものであり、大きな熱輸送量を得ること
ができるが、製造が極めて困難であるため、いまだ実用
化されていない。
いグループ形状の内面溝付管として、第５図に示すよう
に、グループ３ｂの開口部は狭いが、内部の液通路は円
形で広い形状のものが提案されている。これは、従来の
矩形グループにおけるウィックの毛細管力と液体の圧力
損失の相反する関係をグループの形状を円形とすること
により解決したものであり、大きな熱輸送量を得ること
ができるが、製造が極めて困難であるため、いまだ実用
化されていない。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、最大熱輸送
量を大幅に増加させることができ、かつ、容易に製造で
きるようにするため、金属管内面に軸方向に形成された
フィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは折り曲げ
て、グループ開口部の幅をせばめるようにした内面溝付
管を用いたヒートパイプを提供するものである。
量を大幅に増加させることができ、かつ、容易に製造で
きるようにするため、金属管内面に軸方向に形成された
フィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは折り曲げ
て、グループ開口部の幅をせばめるようにした内面溝付
管を用いたヒートパイプを提供するものである。
即ち、本発明のヒートパイプに用いる内面溝付管は、フ
ィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは折り曲げる
ことにより、フィン先端間の距離、換言すれば、グルー
プ開口部の幅を小さくしてウィックの毛細管力を大きく
し、最大熱輸送量を大幅に増大させるものである。例え
ば、従来の内面溝付管においては、グループ開口部の幅
を小さくするためには、フィン間の距離を狭めなければ
ならないため、グループ開口部の幅を小さくすることが
、そのままグループ容積の低下（液体通路の狭小）につ
ながり液体の圧力損失を大きくしていた。しかし、本発
明では、フィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは
折り曲げることにより、グループ開口部の幅を小さくし
ているため、グループ開口部の幅を小さくすることが、
即グループ容積の低下に結びつかず、圧力損失を大きく
することなく、毛細管力のみを太き（することができ、
最大熱輸送量を大幅に増大することができる。さらに、
効果をあげるには、傾斜あるいは折り曲げによって減少
する高さ相当分のフィン高さを、予め高くしたハイフィ
ンを用いると良い。
ィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは折り曲げる
ことにより、フィン先端間の距離、換言すれば、グルー
プ開口部の幅を小さくしてウィックの毛細管力を大きく
し、最大熱輸送量を大幅に増大させるものである。例え
ば、従来の内面溝付管においては、グループ開口部の幅
を小さくするためには、フィン間の距離を狭めなければ
ならないため、グループ開口部の幅を小さくすることが
、そのままグループ容積の低下（液体通路の狭小）につ
ながり液体の圧力損失を大きくしていた。しかし、本発
明では、フィンの全体ないしは先端部分を傾斜あるいは
折り曲げることにより、グループ開口部の幅を小さくし
ているため、グループ開口部の幅を小さくすることが、
即グループ容積の低下に結びつかず、圧力損失を大きく
することなく、毛細管力のみを太き（することができ、
最大熱輸送量を大幅に増大することができる。さらに、
効果をあげるには、傾斜あるいは折り曲げによって減少
する高さ相当分のフィン高さを、予め高くしたハイフィ
ンを用いると良い。
以下、本発明のヒートパイプに用いる内面溝付管を詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示し、金属管１の内側
にその先端の所定量が同じ方向に傾斜している複数のフ
ィン２と、フィン２および金属管１により形成された複
数のグループ３から成る。なお、フィン２はフィン幅に
比べてフィン高さが２倍程度以上あるハイフィンとした
。
にその先端の所定量が同じ方向に傾斜している複数のフ
ィン２と、フィン２および金属管１により形成された複
数のグループ３から成る。なお、フィン２はフィン幅に
比べてフィン高さが２倍程度以上あるハイフィンとした
。
本実施例の内面溝付管の製造方法は、フィン幅に比べて
フィン高さが２倍程度以上あるハイフィン管を押出しに
より作製した後（このような押出しは、材料が銅あるい
はアルミニウムであれば比較的容易に行える）、ハイフ
ィン管の内部にプラグを挿入して伸管することにより、
フィン２の先端を傾斜させ、第１図に示したようにグル
ープ開口部−１をグループ幅−２より小さくした内面溝
付管を得た。
フィン高さが２倍程度以上あるハイフィン管を押出しに
より作製した後（このような押出しは、材料が銅あるい
はアルミニウムであれば比較的容易に行える）、ハイフ
ィン管の内部にプラグを挿入して伸管することにより、
フィン２の先端を傾斜させ、第１図に示したようにグル
ープ開口部−１をグループ幅−２より小さくした内面溝
付管を得た。
第１図に示すように、液の通路となるグループ３はその
幅ｗ２に比べて、開口部幅−１がかなり小さいものにな
っており、これにより本発明の内面溝付管は毛細管力が
大きく、しかも液体の圧力損失の小さいものとなってい
る。
幅ｗ２に比べて、開口部幅−１がかなり小さいものにな
っており、これにより本発明の内面溝付管は毛細管力が
大きく、しかも液体の圧力損失の小さいものとなってい
る。
従って、本発明の内面溝付管を用いたヒートパイプを、
例えば、無重力あるいはヒートバイブモードで用いた場
合、従来の矩形グループのものに比べて、最大熱輸送量
が大幅に大きいものとなる。
例えば、無重力あるいはヒートバイブモードで用いた場
合、従来の矩形グループのものに比べて、最大熱輸送量
が大幅に大きいものとなる。
第２図は本発明の第２の実施例を示したものである。フ
ィン２の倒れている方向を交互にしたものである。この
ように、フィン２の傾斜は同一方向に限定されるもので
はなく、交互あるいは不規則でも良い。
ィン２の倒れている方向を交互にしたものである。この
ように、フィン２の傾斜は同一方向に限定されるもので
はなく、交互あるいは不規則でも良い。
第３図は本発明の第３の実施例を示したものであり、フ
ィン２の先端部にスリットを入れて押出し、これを伸管
によって拡開して分割部２ａを設けたものである。図示
したように、規則的にすることは難しいが、その必要性
はなく、未拡開のもの、拡開したものが混在しても良い
。
ィン２の先端部にスリットを入れて押出し、これを伸管
によって拡開して分割部２ａを設けたものである。図示
したように、規則的にすることは難しいが、その必要性
はなく、未拡開のもの、拡開したものが混在しても良い
。
以上説明した通り、本発明のヒートパイプによれば、金
属管内面に軸方向に形成されたフィンの全体ないしは先
端部分を傾斜あるいは折り曲げて、グループ開口部の幅
をせばめるようにしたため、最大熱輸送量を大幅に増加
させることができ、かつ、容易に製造することを可能と
した。
属管内面に軸方向に形成されたフィンの全体ないしは先
端部分を傾斜あるいは折り曲げて、グループ開口部の幅
をせばめるようにしたため、最大熱輸送量を大幅に増加
させることができ、かつ、容易に製造することを可能と
した。
第１図は本発明の第１の実施例の説明図。
第２図は本発明の第２の実施例の説明図。第３図は本発
明の第３の実施例の説明図。第４図（ａ）、 （ｂ）は
従来の内面溝付管の説明図。第５図は高性能のグループ
形状を有する内面溝付管の説明図。 符号の説明 １−−−−−−・・金属管 ２−・−フィン ２ａ・−・−・−分割部 ３−・・−グループ
明の第３の実施例の説明図。第４図（ａ）、 （ｂ）は
従来の内面溝付管の説明図。第５図は高性能のグループ
形状を有する内面溝付管の説明図。 符号の説明 １−−−−−−・・金属管 ２−・−フィン ２ａ・−・−・−分割部 ３−・・−グループ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属管の内面に軸方向に形成された複数の フィンと、そのフィンによって形成される複数の溝を有
し、かつ、金属管内に作動液が封入されてなるヒートパ
イプにおいて、 前記フィンの全体ないしは先端部分が隣の フィンと接触しない距離を保って折れ曲がっており、前
記フィンにより形成される前記溝の開口部幅は溝内部の
幅よりも小さいことを特徴とするヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8828201A JPH01203894A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8828201A JPH01203894A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ヒートパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203894A true JPH01203894A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=12242056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8828201A Pending JPH01203894A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01203894A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203196A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-13 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ヒートパイプの製造方法 |
| JPH0646176U (ja) * | 1992-11-16 | 1994-06-24 | 株式会社フジクラ | 回転式ヒートパイプ |
| US6056044A (en) * | 1996-01-29 | 2000-05-02 | Sandia Corporation | Heat pipe with improved wick structures |
| CN102353290A (zh) * | 2011-08-10 | 2012-02-15 | 中电联大(大连)照明有限公司 | 一种具有散热片的沟槽式热管 |
| CN102679779A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 华南理工大学 | 一种整体式太阳花型铝制热管结构及其制造方法 |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP8828201A patent/JPH01203894A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203196A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-13 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ヒートパイプの製造方法 |
| JPH0646176U (ja) * | 1992-11-16 | 1994-06-24 | 株式会社フジクラ | 回転式ヒートパイプ |
| US6056044A (en) * | 1996-01-29 | 2000-05-02 | Sandia Corporation | Heat pipe with improved wick structures |
| CN102353290A (zh) * | 2011-08-10 | 2012-02-15 | 中电联大(大连)照明有限公司 | 一种具有散热片的沟槽式热管 |
| CN102679779A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 华南理工大学 | 一种整体式太阳花型铝制热管结构及其制造方法 |
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