JPH0387596A - ヒートパイプ - Google Patents
ヒートパイプInfo
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- JPH0387596A JPH0387596A JP1222881A JP22288189A JPH0387596A JP H0387596 A JPH0387596 A JP H0387596A JP 1222881 A JP1222881 A JP 1222881A JP 22288189 A JP22288189 A JP 22288189A JP H0387596 A JPH0387596 A JP H0387596A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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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、熱輸送用素子あるいは熱伝達用素子として使
用されるヒートパイプに関するものである。
用されるヒートパイプに関するものである。
第２図は、従来のヒートパイプにおける開溝型ウィック
の実施例を示す断面図であり、１はヒートパイプ容器、
２は作動液をヒートパイプ容器内壁の長手方向、すなわ
ち軸方向に直線的に還流させるために設けられた開溝型
ウィック、３はヒートパイプ容器内部の中空空間であっ
て蒸気が流動するための蒸気流路、４は開溝型ウィック
内の作動液（斜線部）である。
の実施例を示す断面図であり、１はヒートパイプ容器、
２は作動液をヒートパイプ容器内壁の長手方向、すなわ
ち軸方向に直線的に還流させるために設けられた開溝型
ウィック、３はヒートパイプ容器内部の中空空間であっ
て蒸気が流動するための蒸気流路、４は開溝型ウィック
内の作動液（斜線部）である。
さらに、第３図は従来の開溝型ウィックの別の例を示す
図であって、１〜３は第２図に示した構造と同様である
が、５は軸方向の直線状の開溝型ウィック２内を帰還す
る作動液を周方向にも分流させて蒸発部に帰還させるた
めに設けた複数のスリットであり、この例におけるウィ
ック構造体６はそれを収納するための容器１とは別の構
造体として容器内に密着するように挿入されている。な
お、第３図では作動液を省略したが、従来からの慣例に
従い、上記の容器１、ウィック２、蒸気流路３、作動液
４、または容器１、ウィック２、蒸気流路３、作動液（
図示せず）、スリット５、ウィック構造体６で構成され
る素子全体をヒートパイプと呼ぶこととする。
図であって、１〜３は第２図に示した構造と同様である
が、５は軸方向の直線状の開溝型ウィック２内を帰還す
る作動液を周方向にも分流させて蒸発部に帰還させるた
めに設けた複数のスリットであり、この例におけるウィ
ック構造体６はそれを収納するための容器１とは別の構
造体として容器内に密着するように挿入されている。な
お、第３図では作動液を省略したが、従来からの慣例に
従い、上記の容器１、ウィック２、蒸気流路３、作動液
４、または容器１、ウィック２、蒸気流路３、作動液（
図示せず）、スリット５、ウィック構造体６で構成され
る素子全体をヒートパイプと呼ぶこととする。
第４図は、第２図あるいは第３図に示したウィック構造
を有するヒートパイプを用いてパネルに取付けられた発
熱体である機器の温度を制御する場合の例であって、７
はヒートパイプ、８は発熱機器、９はヒートパイプ７を
埋め込んだサンドイッチ構造の機器取付はパネルであり
、発熱機器８を取付けている面とは反対側の面９ａを周
囲環境に熱を逃がすための放熱面としている。なお、こ
の例ではヒートパイプ７をパネル９内に埋め込んだ適用
例を示しているため、ヒートパイプ７の外形形状を矩形
としているが、ヒートパイプの外形形状はウィック構造
とは無関係に選定できるものである。
を有するヒートパイプを用いてパネルに取付けられた発
熱体である機器の温度を制御する場合の例であって、７
はヒートパイプ、８は発熱機器、９はヒートパイプ７を
埋め込んだサンドイッチ構造の機器取付はパネルであり
、発熱機器８を取付けている面とは反対側の面９ａを周
囲環境に熱を逃がすための放熱面としている。なお、こ
の例ではヒートパイプ７をパネル９内に埋め込んだ適用
例を示しているため、ヒートパイプ７の外形形状を矩形
としているが、ヒートパイプの外形形状はウィック構造
とは無関係に選定できるものである。
第４図において、発熱機器８からの熱量は、機器取付は
パネル９を介してヒートパイプ容器ｌの外壁のうちで当
該発熱機器８に最も近い外壁面に伝わり、その部分のヒ
ートパイプ７の温度を上昇させる。この高温となった部
分はヒートパイプ７による熱輸送動作上の作動液４の蒸
発部となってウィック２内にある作動液４を蒸発させる
ため、蒸気はヒートパイプ７内部の空間である蒸気流路
３を通って放熱面９ａ側の低温部分すなわち凝縮部へと
移動し、凝縮部で放熱した蒸気は液体となって再びウィ
ック２内を毛管圧力差により蒸発部へと還流する。この
ような熱輸送動作が連続的に行われることにより、発熱
機器８で発生し、作動液４の蒸発潜熱として吸収された
熱量はヒートパイプ７の軸方向に輸送されつつ放熱面９
ａに伝達されて外部へ放熱されるため、発熱機器８の温
度が制御される。
パネル９を介してヒートパイプ容器ｌの外壁のうちで当
該発熱機器８に最も近い外壁面に伝わり、その部分のヒ
ートパイプ７の温度を上昇させる。この高温となった部
分はヒートパイプ７による熱輸送動作上の作動液４の蒸
発部となってウィック２内にある作動液４を蒸発させる
ため、蒸気はヒートパイプ７内部の空間である蒸気流路
３を通って放熱面９ａ側の低温部分すなわち凝縮部へと
移動し、凝縮部で放熱した蒸気は液体となって再びウィ
ック２内を毛管圧力差により蒸発部へと還流する。この
ような熱輸送動作が連続的に行われることにより、発熱
機器８で発生し、作動液４の蒸発潜熱として吸収された
熱量はヒートパイプ７の軸方向に輸送されつつ放熱面９
ａに伝達されて外部へ放熱されるため、発熱機器８の温
度が制御される。
ヒートパイプを第４図のように適用して発熱機器８の温
度制御を行う場合、発熱機器８が取付いている部分の蒸
発部で発生した蒸気が凝縮して再び液体になる凝縮部は
、発熱機器８が取付いている面とは反対側の低温の放熱
面９ａ側に偏ってくる。その結果、凝縮部で再び液体と
なる作動液は放熱面９ａ側に多く溜まることになるが、
第２図に示した軸方向のみのウィック２を有するヒート
パイプでは放熱面９ａとは反対側にあって放熱面９ａ側
より温度の高い発熱機器８側のウィック２内に作動液４
が還流されず、ヒートパイプとしての熱輸送動作が部分
的に停止してしまうため、熱輸送性能が大幅に低下し、
発熱機器８の温度を制御できなくなるという欠点があっ
た。
度制御を行う場合、発熱機器８が取付いている部分の蒸
発部で発生した蒸気が凝縮して再び液体になる凝縮部は
、発熱機器８が取付いている面とは反対側の低温の放熱
面９ａ側に偏ってくる。その結果、凝縮部で再び液体と
なる作動液は放熱面９ａ側に多く溜まることになるが、
第２図に示した軸方向のみのウィック２を有するヒート
パイプでは放熱面９ａとは反対側にあって放熱面９ａ側
より温度の高い発熱機器８側のウィック２内に作動液４
が還流されず、ヒートパイプとしての熱輸送動作が部分
的に停止してしまうため、熱輸送性能が大幅に低下し、
発熱機器８の温度を制御できなくなるという欠点があっ
た。
一方、第３図に示したウィック構造を有するヒートパイ
プは、第４図の適用例に示したような温度制御を行う場
合において、軸方向だけに作動液４が還流する第２図に
示したウィック構造の欠点を改善することを狙いとした
もので、複数の軸方向ウィック２間を周方向に設けたス
リット５で結合することにより、周方向にも作動液を流
動させるようにしたものである。凝縮部から還流する作
動液は、スリット５内を周方向にも移動するが、流れ方
向が軸方向から周方向へと大きく変化し、不連続な流れ
となることにより損失が増えるため、ヒートパイプとし
ての熱輸送性能は第２図に示した軸方向ウィック２のみ
の場合より２０％程度も低下するという欠点があった。
プは、第４図の適用例に示したような温度制御を行う場
合において、軸方向だけに作動液４が還流する第２図に
示したウィック構造の欠点を改善することを狙いとした
もので、複数の軸方向ウィック２間を周方向に設けたス
リット５で結合することにより、周方向にも作動液を流
動させるようにしたものである。凝縮部から還流する作
動液は、スリット５内を周方向にも移動するが、流れ方
向が軸方向から周方向へと大きく変化し、不連続な流れ
となることにより損失が増えるため、ヒートパイプとし
ての熱輸送性能は第２図に示した軸方向ウィック２のみ
の場合より２０％程度も低下するという欠点があった。
また、製造面では、スリット５を切るためウィック２を
別の構造体とし、スリット加工をした後にウィック構造
体６をヒートパイプ容器１内に密着する状態で挿入しな
ければならないため、極めて高度な製造技術を必要とし
、製品の歩留りも悪いという欠点があった。
別の構造体とし、スリット加工をした後にウィック構造
体６をヒートパイプ容器１内に密着する状態で挿入しな
ければならないため、極めて高度な製造技術を必要とし
、製品の歩留りも悪いという欠点があった。
本発明は、上記のような欠点を除去し、熱輸送性能を向
上し得、且つ簡単に製作し得る螺旋状開溝型ウィックを
有するヒートパイプを提供することを目的とする。
上し得、且つ簡単に製作し得る螺旋状開溝型ウィックを
有するヒートパイプを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、真空容器中に液体、所謂作
動液を封入し、作動液の蒸発潜熱を利用して当該容器の
高温部から低温部へ熱輸送を行うヒートパイプにおいて
、高温部すなわち作動液が蒸発する蒸発部で発生した蒸
気を、低温部すなわち熱を輸送してきた蒸気が放熱によ
り再び液化する凝縮部で液体とし、その作動液を毛管圧
力差により再び蒸発部へ還流させるためのヒートパイプ
構成要素であるウィックをヒートパイプ容器内壁の全長
に渡って連続した螺旋状の開溝型構造としたことを特徴
とするものである。
動液を封入し、作動液の蒸発潜熱を利用して当該容器の
高温部から低温部へ熱輸送を行うヒートパイプにおいて
、高温部すなわち作動液が蒸発する蒸発部で発生した蒸
気を、低温部すなわち熱を輸送してきた蒸気が放熱によ
り再び液化する凝縮部で液体とし、その作動液を毛管圧
力差により再び蒸発部へ還流させるためのヒートパイプ
構成要素であるウィックをヒートパイプ容器内壁の全長
に渡って連続した螺旋状の開溝型構造としたことを特徴
とするものである。
本発明のヒートパイプは、開溝型ウィックがヒートパイ
プ容器内壁の全長に渡って連続した螺旋状になっている
ため、発熱機器側の蒸発部で発生した作動液の蒸気が放
熱面側の低温部での放熱により凝縮して再び液体となっ
た時、その液体が放熱面側のウィック内に多く溜まって
も、連続した滑らかな流れの状態で周方向に移動しつつ
軸方向に還流するので、発熱機器側のウィック内だけに
作動液が還流されなくなるという現象を生じることがな
く、全てのウィック内に作動液が存在する状態で使用す
ることができる。また、本発明のウィックはヒートパイ
プ容器と同一の構造体とすることができるため、製作も
簡単であるという利点がある。
プ容器内壁の全長に渡って連続した螺旋状になっている
ため、発熱機器側の蒸発部で発生した作動液の蒸気が放
熱面側の低温部での放熱により凝縮して再び液体となっ
た時、その液体が放熱面側のウィック内に多く溜まって
も、連続した滑らかな流れの状態で周方向に移動しつつ
軸方向に還流するので、発熱機器側のウィック内だけに
作動液が還流されなくなるという現象を生じることがな
く、全てのウィック内に作動液が存在する状態で使用す
ることができる。また、本発明のウィックはヒートパイ
プ容器と同一の構造体とすることができるため、製作も
簡単であるという利点がある。
以下、図面に基づき実施例について説明する。
第１図は、本発明のヒートパイプにおける螺旋状開溝型
ウィックを示す図であって、ヒートパイプ容器１１の内
壁に複数の開溝型ウィック１０を一方の端から他端まで
全長に渡って螺旋状に連続させて設けたものである。１
３はヒートパイプ容器内部の中空空間であって蒸気が流
動するための蒸気流路、尚、ウィック１０内には図示し
ない作動液が収容される。
ウィックを示す図であって、ヒートパイプ容器１１の内
壁に複数の開溝型ウィック１０を一方の端から他端まで
全長に渡って螺旋状に連続させて設けたものである。１
３はヒートパイプ容器内部の中空空間であって蒸気が流
動するための蒸気流路、尚、ウィック１０内には図示し
ない作動液が収容される。
発熱機器が取付けられた機器パネルに本発明によるヒー
トパイプを適用して当該発熱機器の温度を制御する場合
、従来例において説明した通り、発熱機器が取付けられ
ている側のヒートパイプブの温度が高くなるため、ヒー
トパイプ内では発熱機器に近い部分を蒸発部として作動
液が蒸発し、発熱機器とは反対側にある放熱面側の低温
部で蒸気が凝縮されて再び液体となる。凝縮により液化
した作動液は、そこにある螺旋状開溝型ウィック１０を
満たし、毛管圧力差によりウィック１０内を蒸発部へと
還流するが、その際、連続した流れの状態で螺旋状のウ
ィック１０内を進むため、放熱面側に偏っている液を高
温の発熱機器側にある蒸発部へ、軸方向のみにウィック
を設けた場合と同程度の流れ損失で到達させることがで
きる。
トパイプを適用して当該発熱機器の温度を制御する場合
、従来例において説明した通り、発熱機器が取付けられ
ている側のヒートパイプブの温度が高くなるため、ヒー
トパイプ内では発熱機器に近い部分を蒸発部として作動
液が蒸発し、発熱機器とは反対側にある放熱面側の低温
部で蒸気が凝縮されて再び液体となる。凝縮により液化
した作動液は、そこにある螺旋状開溝型ウィック１０を
満たし、毛管圧力差によりウィック１０内を蒸発部へと
還流するが、その際、連続した流れの状態で螺旋状のウ
ィック１０内を進むため、放熱面側に偏っている液を高
温の発熱機器側にある蒸発部へ、軸方向のみにウィック
を設けた場合と同程度の流れ損失で到達させることがで
きる。
なお、本実施例では作動液が還流する開溝型ウィックを
台形の溝で示したが、長方形あるいは三角形等の溝であ
っても毛管圧力差により液を還流させることができるの
は当然である。また、螺旋状のウィックはヒートパイプ
の一端から他端までの間に少なくとも１回転させる必要
があるが、その回転数を適宜増加させ得ることは容易に
想像できるので、これらの場合については説明を省略す
る。
台形の溝で示したが、長方形あるいは三角形等の溝であ
っても毛管圧力差により液を還流させることができるの
は当然である。また、螺旋状のウィックはヒートパイプ
の一端から他端までの間に少なくとも１回転させる必要
があるが、その回転数を適宜増加させ得ることは容易に
想像できるので、これらの場合については説明を省略す
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明による螺旋状開溝型ウィッ
クを有するヒートパイプでは、作動液が蒸気となる蒸発
部と蒸気が液となる凝縮部が相互に反対の面にあっても
、作動液はヒートパイプ内を螺旋状に回転しながら還流
するから、パネル上に取付けられた発熱機器の温度を制
御する場合のように高温側と低温側の面が異なる場合の
温度制御に使用することができる。
クを有するヒートパイプでは、作動液が蒸気となる蒸発
部と蒸気が液となる凝縮部が相互に反対の面にあっても
、作動液はヒートパイプ内を螺旋状に回転しながら還流
するから、パネル上に取付けられた発熱機器の温度を制
御する場合のように高温側と低温側の面が異なる場合の
温度制御に使用することができる。
また、螺旋状開溝型ウィックがヒートパイプの一端から
他端まで滑らかに連続しているため、凝縮部から蒸発部
へ還流する作動液の不連続な流れに起因する熱輸送能力
の低下がないという利点もある。さらに、本発明の螺旋
状開溝型ウィックは、ヒートパイプ容器の内壁に加工す
ればよいから、別の構造体として製作した後にヒートパ
イプ容器内に挿入する必要がなく、製作が簡単になると
いう利点がある。
他端まで滑らかに連続しているため、凝縮部から蒸発部
へ還流する作動液の不連続な流れに起因する熱輸送能力
の低下がないという利点もある。さらに、本発明の螺旋
状開溝型ウィックは、ヒートパイプ容器の内壁に加工す
ればよいから、別の構造体として製作した後にヒートパ
イプ容器内に挿入する必要がなく、製作が簡単になると
いう利点がある。
第１図は本発明ヒートパイプの一実施例を示す一部切欠
斜視図、第２図および第３図はそれぞれ従来のヒートパ
イプを示す一部切欠斜視図、第４図は従来のヒートパイ
プを用いてパネルに取付けた発熱機器の温度を制御する
場合の例を示す一部切欠斜視図である。 １．１１・・・ヒートパイプ容器、２・・・軸方向開溝
型ウィック、３．１３・・・蒸気流路、１４・・・作動
液、５・・・スリット、６・・・ウィック構造体、７・
・・ヒートパイプ、８・・・発熱機器、９・・・サンド
イッチ構造機器パネル、９ａ・・・サンドイッチ構造機
器パネルの放熱面、１０・・・螺旋状開溝型ウィック。
斜視図、第２図および第３図はそれぞれ従来のヒートパ
イプを示す一部切欠斜視図、第４図は従来のヒートパイ
プを用いてパネルに取付けた発熱機器の温度を制御する
場合の例を示す一部切欠斜視図である。 １．１１・・・ヒートパイプ容器、２・・・軸方向開溝
型ウィック、３．１３・・・蒸気流路、１４・・・作動
液、５・・・スリット、６・・・ウィック構造体、７・
・・ヒートパイプ、８・・・発熱機器、９・・・サンド
イッチ構造機器パネル、９ａ・・・サンドイッチ構造機
器パネルの放熱面、１０・・・螺旋状開溝型ウィック。
Claims (1)
- 真空容器中に液体、所謂作動液を封入し、作動液の蒸
発潜熱を利用して当該容器の高温部から低温部へ熱輸送
を行うヒートパイプにおいて、高温部すなわち作動液が
蒸発する蒸発部で発生した蒸気を、低温部すなわち熱を
輸送してきた蒸気が放熱により再び液化する凝縮部で液
体とし、その作動液を毛管圧力差により再び蒸発部へ還
流させるためのヒートパイプ構成要素であるウイックを
ヒートパイプ容器内壁の全長に渡って連続した螺旋状の
開溝型構造としたことを特徴とするヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222881A JPH0387596A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | ヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222881A JPH0387596A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | ヒートパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0387596A true JPH0387596A (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=16789348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222881A Pending JPH0387596A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | ヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0387596A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2679382A1 (fr) * | 1991-07-15 | 1993-01-22 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique de forte energie massique specifique. |
| US7392836B2 (en) * | 2005-09-15 | 2008-07-01 | National Tsing Hua University | Flat-plate heat pipe containing channels |
| JP2011066141A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 均熱処理装置 |
| US7936560B2 (en) * | 2008-09-24 | 2011-05-03 | Hitachi, Ltd. | Cooling device and electronic equipment including cooling device |
| CN102636042A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 苏州新太铜高效管有限公司 | 带有吸液芯体的翅片冷凝管 |
| JP2012529619A (ja) * | 2009-06-11 | 2012-11-22 | ザオンジ カンパニー リミテッド | 放熱装置及びこれを備えた電子装置 |
| JP2021131183A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | 古河電気工業株式会社 | ヒートパイプ |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1222881A patent/JPH0387596A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2679382A1 (fr) * | 1991-07-15 | 1993-01-22 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique de forte energie massique specifique. |
| US7392836B2 (en) * | 2005-09-15 | 2008-07-01 | National Tsing Hua University | Flat-plate heat pipe containing channels |
| US7936560B2 (en) * | 2008-09-24 | 2011-05-03 | Hitachi, Ltd. | Cooling device and electronic equipment including cooling device |
| JP2012529619A (ja) * | 2009-06-11 | 2012-11-22 | ザオンジ カンパニー リミテッド | 放熱装置及びこれを備えた電子装置 |
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| CN102636042A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 苏州新太铜高效管有限公司 | 带有吸液芯体的翅片冷凝管 |
| JP2021131183A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | 古河電気工業株式会社 | ヒートパイプ |
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