JPH037745Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、作動液として水が使用され、コン
テナの材料として水と反応して水素ガスを発生す
る鉄等が使用されるヒートパイプに関する。

この明細書において、「鉄」という語は、純鉄
の他にステンレス鋼、炭素鋼等の鉄合金を含むも
のとする。

従来技術とその問題点 たとえば、鉄製コンテナ内に水が封入されたヒ
ートパイプは、コンテナの強度の高さと、水の作
動液としての性能の高さから、広範囲に使用され
ている。しかしながら、このようなヒートパイプ
では、鉄と水とが反応して水素ガスが発生し、短
時間でヒートパイプの性能を劣化させるという問
題があつた。すなわち、発生した水素ガスは、原
子状態でコンテナの壁内を拡散して、一部は一定
速度でコンテナ外に放出されるが、大部分は次第
にコンテナ内の凝縮部に集まつてここに溜まり、
凝縮部を占領するため、蒸気の凝縮を妨げてヒー
トパイプの伝熱性能の劣化をまねく。しかも、こ
の種の劣化は時間に比例して増大するので、ヒー
トパイプの寿命は加速的に短縮される。さらに、
鉄製コンテナの外面を、耐食性付与およびブレー
シング層を有するアルミニウム製フインの真空ろ
う付けの目的でアルミナイズド処理することがあ
るが、この場合コンテナの壁内部を拡散した水素
ガスは、形成されたアルミナイズド皮膜によつて
コンテナ外への放出を遮られる。

そこで、従来、上記のような水素ガスの発生
と、水素ガス発生によるヒートパイプの性能劣化
を防止するために、次のような方法がとられてい
た。

水にインヒビターを添加して水と鉄との反応
を抑制すること。

鉄製コンテナの内面に銅等の金属をメツキす
ること。

コンテナ内に水素吸蔵材を設けること。

コンテナの内外を連通させるように、Pdか
らなる線状の水素透過部材を設けたり（実公昭
56−142号公報参照）、凝縮部を水素透過性のよ
いPdで形成すること（実開昭50−49064号公報
参照）。

しかしながら、上記の方法によつても、水
素ガスの発生を抑えることはできなかつた。ま
た、上記の方法の場合、高温度下での使用の
さいさらに増大する水素ガスの発生に対して、水
素ガスの吸蔵または透過排出が追いつかなかつ
た。したがつて、上記のような方法〜でも、
ヒートパイプの性能劣化を充分に抑制できなかつ
た。

この考案の目的は、上記の問題を解決し、長期
間にわたつて性能劣化を起こすことがないヒート
パイプを提供することにある。

問題点を解決するための手段 この考案によるヒートパイプは、作動液として
水が使用され、コンテナの材料として水と反応し
て水素ガスを発生するものが使用されたヒートパ
イプにおいて、コンテナの一端部内に水素ガスを
酸化させて水に戻す塊状酸化剤が入れられ、コン
テナの周壁内周面に塊状酸化剤の移動を阻止する
移動阻止部が設けられているものである。

上記において、コンテナの材料としては、たと
えば炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄が用いられる。

上記において、塊状酸化剤はコンテナ内の凝縮
部側の端部に入れておくことが好ましい。なぜな
らば、作動液である水とコンテナの材料とが反応
して発生する水素ガスは、凝縮部に集まるからで
ある。しかしながら、必ずしも塊状酸化剤を凝縮
部側の端部に入れる必要はない。

上記において、水素ガスを酸化させて水に戻す
酸化剤としては、H₂＋MO→H₂O＋Ｍ（Ｍは金属
元素を示す）の反応を起すものを用いるのがよ
い。この中でも、ヒートパイプ内に入れたさいに
ヒートパイプの性能に悪影響を及ぼすことなく、
コストが安く、水素ガス酸化効果がすぐれている
等の点からCu₂OやCuOを用いるのがよい。そし
て、この酸化剤を塊状に成形して用いる。塊状酸
化剤は、表面積が大きくなるように、たとえば多
孔質焼結体であることが好ましい。また、酸化剤
の量は、ヒートパイプ内で発生する水素を酸化さ
せるために十分な量でなくてはならない。たとえ
ば、鉄製コンテナ内に水が封入された長さ３ｍの
ヒートパイプにおいては、コンテナ内面に防食皮
膜を形成したとしても、最大で１日２c.c.の水素ガ
スが発生する。したがつて、このヒートパイプを
10年間使用するとすれば、30ｇのCuO（0.32mol
以上）をコンテナ内に入れておけばよい。

上記において、塊状酸化剤の移動阻止部はコン
テナの周壁内周面に全周にわたつて設けておいて
もよいし、あるいは円周方向に所定間隔をおいて
複数設けておいてもよい。

また、この考案によるヒートパイプは、ウイツ
クを有するタイプおよびウイツクレス・タイプの
いずれにも適用可能である。

作 用 この考案のヒートパイプによれば、水とコンテ
ナとが反応することにより生じる水素ガスは塊状
酸化剤により酸化されて水に戻り、凝縮部内にガ
スの状態で溜まることはない。

また、移動阻止部により塊状酸化剤の移動が防
止される。塊状酸化剤が移動すると、ヒートパイ
プを排熱回収装置や放熱器等に装着するさいに、
塊状酸化剤が移動してコンテナを傷付けるおそれ
がある。さらに、上述したように塊状酸化剤は凝
縮部側の端部に入れておくことが好ましいが、特
にウイツクレス・タイプのヒートパイプの場合、
凝縮部が蒸発部よりも上方に来るようにして用い
られるので、移動阻止部がないと塊状酸化剤が蒸
発部側に移動してしまい、水素ガスを酸化させる
効率が低下する。

実施例 以下、この考案の実施例について図面を参照し
て説明する。全図面を通じて同一部材および同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施例 １ この実施例は第１図に示すものである。

第１図において、ヒートパイプは、鉄製コンテ
ナ１内に、作動液として純水（図示略）が封入さ
れたものであり、コンテナ１の一端部内にCuO製
塊状酸化剤２が入れられ、コンテナ１の周壁内周
面に、塊状酸化剤２の移動を阻止する環状移動阻
止部３が全周にわたつて設けられたものである。
コンテナ１は、コンテナ用管体４の一端にエンド
キヤツプ５が、他端にノズル付きエンドキヤツプ
６がそれぞれ溶接されたものである。管体４は、
長管４ａおよび長管４ａの一端に溶接された短管
４ｂの２本の管よりなり、短管４ｂ内に塊状酸化
剤２が入れられている。短管４ｂの内径は、長管
４ａの内径より大でかつ外径より小であり、長管
４ａの短管４ｂ側端面の短管４ｂ内に露われた部
分が、酸化剤２の移動阻止部３となつている。

このヒートパイプは、たとえば、短管４ｂ側が
凝縮部、その反対側が蒸発部として使用される。
そして、作動液である水とコンテナ１との反応に
より発生した水素ガスは、酸化剤２によつて酸化
され次の反応を起こして水に戻る。

CuO＋H₂→Cu＋H₂O 実施例 ２ この実施例は第２図に示すものである。

第２図に示すヒートパイプは、コンテナ１１用
管体１４が一本の管からなり、この管体内周面の
一端から所定距離をおいた部分までが切削されて
大きな内径を有する部分１５が形成され、この部
分１５に塊状酸化剤２が入れられている。また、
管体１４内周面の一端から所定距離をおいた部分
までを切削することによつて出来た段部が、塊状
酸化剤２に当接して塊状酸化剤２の移動を阻止す
る移動阻止部１３となつている。

実施例 ３ この実施例は第３図に示すものである。

第３図に示すヒートパイプは、コンテナ２１用
管体２４が一本の管からなり、この管体２４の一
端部から所定距離をおいた部分までが拡管され、
この拡管部２５内に塊状酸化剤２が入れられてい
る。また、管体２４内周面における拡管部２５と
その他の元の内径を有する部分との間に出来た段
部が、塊状酸化剤２に当接して塊状酸化剤２の移
動を阻止する移動阻止部２３となつている。

実施例 ４ この実施例は第４図に示すものである。

第４図に示すヒートパイプは、コンテナ３１用
管体３４が一本の管からなり、この管体３４の一
端から所定距離をおいた部分にビーデイング加工
が施されることによつて、管体３４内面に環状の
突条３５が形成され、コンテナ３１内にこの突条
３５よりも上記一端側に塊状酸化剤２が入れられ
ている。そして、突条３５の上記一端側を向いた
面が塊状酸化剤２に当接してその移動を阻止する
移動阻止部３３となつている。

実施例 ５ この実施例は第５図に示すものである。

第５図に示すヒートパイプは、コンテナ４１用
管体４４が一本の管からなり、この管体４４の一
端寄りの部分にリング４５が入れられ、このリン
グ４５が拡張せしめられて管体４４に固着された
ものである。そして、リング４５よりも上記一端
側に塊状酸化剤２が入れられている。そしてリン
グ４５の塊状酸化剤２側を向いた面が、塊状酸化
剤２に当接してその移動を阻止する移動阻止部４
３となつている。

考案の効果 この考案のヒートパイプによれば、コンテナ内
に水素ガスを酸化させて水に戻す酸化剤が入れら
れているので、作動液である水とコンテナとが反
応して水素ガスが発生したとしても、この水素ガ
スは酸化剤により酸化されて水に戻る。したがつ
て、発生した水素ガスによるヒートパイプ性能の
劣化を抑制することができる。さらに、発生する
であろうと予測される水素ガスの合計量を酸化し
うる量の酸化剤を配置しておけば、長期間にわた
つての性能劣化を確実に抑制することができる。
また、高温度下での使用のさいに水素ガスの発生
量が増大しても、これを速やかに水に戻すことが
でき、ヒートパイプの性能劣化を抑制することが
できる。

また、コンテナの周壁内周面に、塊状酸化剤に
当接して塊状酸化剤の移動を阻止する移動阻止部
が設けられているので、塊状酸化剤の移動の結果
生じるコンテナの傷付きや、水素ガスの酸化効率
の低下等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例１を示す中間を省略
しかつ一部を切欠いた正面図、第２図はこの考案
の実施例２を示す部分縦断面図、第３図はこの考
案の実施例３を示す部分縦断面図、第４図はこの
考案の実施例４を示す部分縦断面図、第５図はこ
の考案の実施例５を示す部分縦断面図である。 １，１１，２１，３１，４１……コンテナ、２
……塊状酸化剤、３，１３，２３，３３，４３…
…移動阻止部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作動液として水が使用され、コンテナの材料と
   して水と反応して水素ガスを発生するものが使用
   されたヒートパイプにおいて、コンテナの一端部
   内に水素ガスを酸化させて水に戻す塊状酸化剤が
   入れられ、コンテナの周壁内周面に塊状酸化剤の
   移動を阻止する移動阻止部が設けられているヒー
   トパイプ。