JPH0264395A - 細管流路の接続構造 - 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】 イ０発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体が所定の方向に貫流する細管流路における
逆止機能を有する接続部の構造に関するもので、特にル
ープ型細管ヒートパイプの如き細管による複雑な流路構
成に活用し同時にその良好な作動に貢献する。

〔従来技術〕

逆止機能を有する管路の接続構造としては通常既製市販
の逆止め弁を介在せしめて実施するのが常である。然し
ループ型細管ヒートパイプの如く内径３１以下の細管を
主流とする細管流路の場合、適用可能な逆止め弁は市場
での入手が困難で、特別設計の逆止め弁を製作し、これ
を介在せしめて接続部が構成される。特にヒートパイプ
においては逆止め弁の金属材料としては作動液との適合
性が良好なものを採用する必要がありこの点からも特製
が必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の如き逆止機能を有する細管流路の接続部、造には
解決されるべき次の問題点が残されてあった。

（ａｌ　　逆止め弁構造体を介在せしめて接続する為、
接続部が必要以上に大型化され、細管により流路を構成
する初期の目的から逸脱する場合が多かった。特にルー
プ型細管ヒートパイプ（特願昭６２１５５７４７号）に
おける如く、多数ターンの細管を近接せしめて適用され
てあり、且つ複数個所の逆止機能を有する接続部を配設
する必要がある場合、接続部の外径は極力小径化するこ
とが要望される。

従来の逆止め弁構造はその要望を満足せしめることは出
来なかった。

（ｂｌ　　従来構造の逆止め弁を採用の場合、接続部に
おける流体の圧力損失が大きかった。細管流路の場合は
管内圧力損失が大きいので、それに加えて逆止め弁によ
り圧力損失が大幅に増加することは望ましくないことで
あった。特にループ型細管ヒートパイプにおいては管内
圧力損失の増加はそ・のまま受放熱部間の温度差の増加
となって該ヒートパイプの性能を低下せしめるものであ
った。従来構造の逆止め弁による圧力損失は弁構造の内
容積が大きいので細管流路が接続部において急激な断面
積拡大、急激な断面積縮小をすることにより発生し、又
弁構造の複雑さにより乱流の発達が大きい点により発生
するものであった。

（Ｃ１逆止め弁を介在せしめる接続部は通常の差し込み
熔接代ソケット接続に比較して熔接部が倍増する。細管
流路の接続は信卸性向上の為、差し込み熔接代ソケット
に依る突合わせ接続が多用される。逆止め弁を介在せし
める接続の場合にはその両端の夫々においてソケット接
続又はレジューサ接続を実施する必要があり、熔接個所
が倍増する。これは特に数１０ｍ〜数１００ｍのループ
を形成し多数の逆止め機能を有する接続部が配設される
ループ型細管ヒートパイプにおいては信頼性低下の大き
な要因となる。

（ｄｌ　　特製逆止め弁は高価であり、特に作動液との
適合性を考慮したループ型細管ヒートパイプの場合は逆
止め弁の価格が熱伝達装置全体の５０９４に達すること
もある。

口１発明の構成 〔問題点解決の手段〕 流路接続部に逆止機能を付与する為の逆止め弁としては
リフト逆止弁、スイング逆止弁、ボール逆止弁、ニード
ル逆止弁等がある。それ等の構造はあまりに公知である
から図示は省略するが細管流路、特に外径数鰭以下の細
管流路に適用するにはそれ等は何れも複雑大型となり、
不釣合とならざるを得ない。本発明に係る問題点解決の
手段は逆止め弁を介在せしめた接続構造を廃止し、通常
の差し込み熔接代ソケットにより両組管を突合わせ接続
部を構成し、該接続部そのものに逆止機能を付与する接
続構造を採用することにある。即ち差し込み熔接代ソケ
ットにより突合わせ接続するに際し、突合わせ部におい
て、両組管の先端相互間に所定の間隔を設けて熔接接続
することにより、該部分にはソケットの内壁面と両組管
の先端部との王者に囲繞されて、細管流路の拡大部分が
形成される。逆止機能発生手段として該流路拡大部分に
は所定の弁体が遊動状態で挿入されてあり、又両細管の
先端部の片側の端面内壁部は弁座として形成されてあり
、更に他の片側細管の端面に近接するか若しくは該端面
に一体化されて所定の形状の弁体遊動制限手段が設けら
れである０本手段における熔接とはろう接の意味をも含
むものとする。

この基本構造は第１図に例示してあり、本発明に係る細
管流路の接続構造の縦断面拡大図である。

図において１．２は接続されるべき細管で差し込み熔接
残ソケット３の内壁に差し込まれ、熔接部８．９により
気密に熔接接続されてある。両細管１．２の先端部は所
定の間隔を隔てて接続されてあって、これにより流路拡
大部分４が形成されてある。流路拡大部分４の中には所
定の弁体５が遊動状態で挿入されてあり、片側の細管２
の先端部に管内壁を切削又は研削して設けられた弁座６
と共に逆止弁として作用する０図においては他の側の細
管ｌの先端内壁も流体抵抗を減少せしめる形状に切削又
は研削しであるがこれは必須条件ではない、流路拡大部
分４内には細管１の先端に近接して又は一体化せしめら
れて、弁体遊動制限手段７が設けられである。該手段は
弁体の遊動範囲が大に過ぎると逆止作動の際の感度が悪
化し、小に過ぎると流体抵抗増加による圧力損失が増加
するのを防止する。又弁体５が細管１の流路を閉塞せし
めることを防止する役目をも有する。

〔作　用〕

上述の如き構成の細管流路の接続構造は以下の如き作用
を発揮する。

（ａｌ　　極めて細径の細管接続部を容易に構成するこ
とが可能である。例えば市販の直径０．２５　ｕ＋のサ
ファイヤ球弁を用いて内径Ｑ、　’ｌ　ａｍ外径０．５
鶴の極細管を接続し、外径１龍の接続構造を提供するこ
とが可能である。差し込み熔接残ソケットは突き合わせ
熔接に比較して極細管であっても高い信頼性で接続する
ことが可能であり、ねじ込み接続方式は差込み熔接方式
より大幅に外径が増加し、且つ信頼性に乏しい。

（ｂｌ　　逆止機能発生部における流路断面積の拡大が
極めて小さいから逆止め弁介在型の如き断面積の急激な
拡大部、縮小部が無いから圧力損失が小さい。又弁構成
が簡易であり、流れの方向変化が小さいからこの点から
も圧力損失が減少する。

（Ｃ１逆止め弁を介在させて接続する必要が無いから、
その為の熔接個所の増加が無い。従って長尺ループ型細
管ヒートパイプの如く、多数の逆止機能を存する接続部
を配設しても逆止機能付与の為の信頼性低下が無い。

（ｄ）　　高価な逆止め弁を使用しないから適用装置の
コスト低減が可能となる。特に多数の逆止機能接続部を
必要とする長尺ループ型細管ヒートパイプの場合のコト
ス低減率は大きい。

又ヒートパイプを構成している細管及びソケットをその
まま逆止機能付与部分の構成材料としているから、作動
液に対する適合性は検討済みであり、高い信頼性が得ら
れる。

（ｅｌ　　感度が大幅に向上する。逆止機能発生部分が
小型化され且つ構造が筒素化された為該部分の圧力損失
が低下することに加え弁体が大幅に小型軽量化されるこ
とに因り、逆止作動に際しての感度も大幅に向上する。

即ち弁の前後における罹めて僅かな内圧差の発生にも敏
感に感応して弁がオンオフされる。この様な作用は特に
ループ型細管ヒートパイプの性能を向上せしめる。

〔実施例〕

第１実施例 該実施例はループ型細管ヒートパイプに最も適した実施
例であって第１図縦断面図に例示の如く弁体４としては
球状弁体が用いられてあり、弁座６は細管２の先端部内
壁をテーパー管状に切削又は研削して塑成される。弁座
６は細管内径があまりに小径な場合は先端が鋭利に研磨
された円錐形のポンチにより打撃して塑性変形せしめて
形成せしめても良い。該実施例は極めて小径の接続構造
が得られる。即ち球弁としては直径０．２５　ｍＷのサ
ファイヤ球、ルビー球が市販で安価に入手が可能である
。サファイヤ球は水、フレオン、等の作動液に対して極
めて適合性が良（高い信頼性の接続構造が得られる。又
比重が３．９８と軽いので高感度の弁体となる。又耐磨
耗性も抜群で多年の信頼性が保証される。

ループ型細管ヒートパイプは複数の逆止機能接続部によ
り形成された複数の圧力室間に発生する呼吸作用により
作動液が所定の方向に循環して熱量を受放熱部間にて輸
送する。又放熱部における作動液の突沸による圧力波に
より弁体が振動し作動液を推進循環せしめる。従ってル
ープ型細管ヒートパイプにおける弁体と弁座の関係は単
なる逆止機能機能だけでなく弁体が振動を生じ易いこと
が必要であり、オンオフ作動時の弁体弁座間の離れ易さ
が重要な要求性能となる。第１実施例における球弁とテ
ーパー管形弁座はこれを満足せしめる。即ち両者間の閉
鎖時の接触は線接触であって極めて微少な圧力差でも直
ちに開放動作に移ることが出来る。

以上の如き特性は他の種類の弁体、弁座の組合わせ、か
らは全く得られないもので、高性能であるばかりでなく
且つ外径０．６鯖内径０．２龍の如き極細のループ型細
管ヒートパイプの提供を可能にする。

第２実施例 逆止め弁を介在せしめた接続構造の場合には逆止め弁の
前後に管接続部が発生し、熔接個所が倍増する。第１実
施例はその問題点を解決するものであるが、それでも接
続個所の１個所当り２個所の熔接個所を必要とする。逆
止機能を有する接続個所を多く配設する必要がある場合
には熔接個所を更に半減せしめて信頼性を向上せしめる
ことが要求されることがある。第２図（イ）（ロ）はそ
の様な第２実施例を示す。図においては差し込み熔接代
ソケット３は両細管の何れか一方の細管と一体化形成さ
れてある。（イ）図においてはソケット３は弁体遊動制
限手段７の側の細管２と一体形成されてあり、（ロ）図
においては弁座６の側の細管１と一体化されてある。（
イ）図の如〈実施する場合は細管２とソケット３の連結
部の内壁テーパ一部分がそのまま弁座６として利用する
ことが出来る。

第３実施例 弁体遊動制限手段としては各種の実施構造があるがそれ
等の中で最も圧力１員失の少ない高性能の接続構造を提
供することの出来る実施例を第３図（イ）（ロ）（ハ）
に例示する。図において弁体遊動制限手段７はソケット
３の外周から加えられた加圧によりソケットの内壁面の
塑性変形で生した弁体遊動制限構造部である。図におい
て（イ）は縦断面拡大図であり、（ロ）（ハ）は夫々異
なる弁体遊動制限構造を示す横断面拡大図である。

これ等の制限構造は（イ）−７の如きソケット内壁面の
突起体であっても良く、（ハ）−７の如くソケット内壁
面形状の変形であっても良い。

該実施例の弁体遊動制限手段７の特徴はその形状が総て
なだらかな曲線で形成されてあり且っ流路断面積に急激
な変化を生せしめる如き無駄な部分が一切無い点である
。従って逆止機能を発揮せしめる為の流体圧力撰失が極
めて少ない。該実施例において弁体形状に特に限定はな
いが、球状弁体５が最も通しており乱流発生が少ない。

第４実施例 本実施例は最も簡易な構造の弁体遊動制限手段の実施例
である。該実施例における弁体遊動制限手段は流路拡大
部分内に、流体の流れに直交して配設されてある細径円
柱体であることを特徴としている。第１図における７は
細径円柱体であって、ソケット及び細管より高硬度で強
靭な材質からなっており所定の位置に挿着の後にかしめ
部１２の如くソケット３の外周から強力な加圧力、又は
衝撃力によってかしめ作業を実施し固着せしめられであ
る。円柱の断面形状は直円に限定されず楕円又は流線形
状の円柱が流れに直交し且つ流体抵抗の小さい状態に配
設されてあっても良い。又第２図（イ）１口）において
はソケットに設けられた貫通小孔を通じて細径円柱７が
挿入された後、ソケットの貫通孔は熔接部１０の如く熔
接又はろう接により気密に封止されてある。該実施例は
簡素且つ挿着容易な構造を特徴としており、接続構造の
形成費用を低減させることが出来る。又該実施例構造の
他の特徴として球状弁体５の離れ性が良くループ型細管
ヒートパイプに適用した場合に球状弁体の振動を良好な
らしめる特性がある。

第５実施例 弁体遊動制限手段に係る第３実施例及び第４実施例は内
径１龍以下の如き極細管に対しては実施が極めて困難と
なる。即ち塑性変形を実施する為の加圧ピンがあまりに
細いため第３実施例は実用不可能となり１．又流体流れ
に直交して配設する円柱があまりに細く作業困難となる
。第５実施例はその様な極細管に対して容易に実施する
ことの出来る実施例である。第４図はその一例を示す一
部断面拡大図であって（イ）は正面図でソケットを断面
にして示してあり、（ロ）は（イ）の平面図で同様にソ
ケットのみを断面図とし内部構造を明確に示しである。

図から分かる様に細管１の先端は両側面から夫々に切削
又は研削されて、先端部は細管１の先端に突出する２個
の突起として残置されて弁体の遊動制限手段７として形
成されてある。弁座６の設けられである細管２から流出
した流体は弁体５の周囲を経て切削又は研削された両側
面から細管１内に流入し貫流する。該実施例は細管１に
流入するに際し比較的乱流の発達が大きいので他の実施
例に比べて流体の圧力損失が若干大きくなる欠点はある
が内径０．２　ａｍの如き極細管に対しても容易に実施
出来る点に大きな特徴がある。

ハ１発明の効果 本発明に係る細管流路の接続構造は細管流路に逆止機能
を付与する接続構造として前例のない細径化を可能とし
同時に貫流する流体の圧力損失を従来比で大幅に減少せ
しめ、熔接部の減少、簡易な構造に因り信頼性を高め、
逆止機能の感度を向上せしめる等の効果がある。又逆止
機能を存する細管流路の接続コストを大幅に低下せしめ
る。これ等の効果は特に特願昭６２−１５５７４７号に
係るループ型細管ヒートバイブの性能向上に大きく貢献
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る細管流路の接続構造の基本構造を
示す縦断面の拡大図である。 第１図は又本接続構造の第１実施例及び第４実施例の一
部をも示しである。 第２図は（イ）（ロ）共に本接続構造の第２実施例を示
す縦断面の拡大図である。 第２図は又は本接続構造の第４実施例の一部をも示しで
ある。 第３図は本接続構造の第３実施例を示す。 （イ）は縦断面拡大図を示す。 （ロ）（ハ）°は共に横断面拡大図を示す。 第４図は本接続構造の第５実施例を示す。 （イ）は正面一部所面図の拡大図であ る。 （ロ）は平面一部所面図の拡大図であ る。 １・・・細管、２・・・細管、３・・・差し込み熔接残
ソケット、４・・・流路拡大部分、５・・・弁体、６・
・・弁座、７・・・弁体遊動制限手段、８・・・熔接部
、９・・・熔接部、１０・・・熔接部、１１・・・流体
流路、１２・・・かしめ部４全ム■与！力制Ｐロギ１６
糺 第１図 （イ） （０，） 第 図 （イ） 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体が所定の方向に貫流する細管流路における逆
   止機能を有する接続部の構造であって、差し込み熔接式
   ソケットの内壁と該ソケットにより相互に所定の間隔を
   隔てて差し込み熔接により接続されてある両細管の先端
   部との三者に囲繞されて細管流路の拡大部分が形成され
   てあり、該流路拡大部分には所定の弁体が遊動状態に挿
   入されてあり、且つ両細管の先端部の何れか片側の端面
   内壁部は弁座としての所定の形状に形成されてあり、更
   に他の片側細管の端面に近接するか若しくは該端面に一
   体化されて所定の形状の弁体遊動制限手段が設けられて
   あることを特徴とする細管流路の接続構造。
2. （２）所定の弁体は球状弁体であり、これに対応する弁
   座の形状はテーパー管状であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の細管流路の接続構造。
3. （３）ソケットは該ソケットにより接続されてある両細
   管の弁座側か、他の片側か何れかの側の細管先端部が拡
   管されて一体形成されてあることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の細管流路の接続構造。
4. （４）弁体遊動制限手段はソケットの外周から加えられ
   た加圧によりソケットの内壁面の塑性変形で生じた弁体
   遊動制限構造部であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の細管流路の接続構造。
5. （５）弁体遊動制限手段は流路拡大部分内に、流体の流
   れに直交して配設されてある細径円柱体であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の細管流路の接続
   装置。
6. （６）弁体遊動制限手段は接続されるべき両細管の何れ
   か一方の細管の先端が両側から夫々に切削又は研削され
   て、細管先端に２個の突起が残置形成されてあるもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の細
   管流路の接続構造。