JPH04283396A - ヒートパイプの検査方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートパイプの良否
を検査する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにヒートパイプは密閉したコ
ンテナの内部に、作動流体を封入したものであるから、
外観からはその良否を直ちに知ることはできない。また
特に、非凝縮性ガスの僅かな混入によっても熱輸送特性
に影響を受けるので、その良否の判定は、実用状態と同
様な状態に置くことによって行なっている。

【０００３】すなわち、例えば銅・水ヒートパイプ等で
は、完成品のヒートパイプの一端を温水等の熱源によっ
て加熱して昇温試験を実施し、正しくヒートパイプ作動
する否かを検査する。そして、ヒートパイプの他端の凝
縮部側の温度が上昇しなかったり、温度が上昇するのに
時間がかかったりした場合には、そのヒートパイプは亀
裂や孔が生じて作動流体（水など）が流出したり、ヒー
トパイプ内に非凝縮性の気体が混入して、正常に作動し
ない欠陥品と判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】水やアルコールなどの
蒸気圧が常温で負圧となる流体を作動流体としたヒート
パイプでは、コンテナ内を真空引きするもののヒートパ
イプの内外の差圧は、最大でも約１Ｋｇ／ｃｍ２　以内
である。

【０００５】したがって、ヒートパイプのコンテナの欠
陥として微細なピンホールが生じている場合には、外部
の空気がコンテナ内に流入しにくい。そのため、大気圧
下に長期間放置した後にヒートパイプを検査すれば、コ
ンテナ内に比較的大量の空気が侵入しているため、昇温
試験で非凝縮性の気体の有無や、リークの有無等を比較
的容易に検査できるが、多くの場合は、製造直後のヒー
トパイプに対して検査を行なうため、微細なピンホール
から流入した空気の量は少なく、したがって通常の昇温
試験ではこの種の欠陥を検出することが困難であった。

【０００６】また、水素ガスやヘリウムガスなどの分子
量あるいは原子量の小さい気体中でで使用するヒートパ
イプにあっては、空気の侵入の殆んどないピンホールで
あっても、使用時には外気の侵入を招く欠陥となるが、
このようなピンホールは、通常の検査方法では見出すこ
とができない。

【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、微細なピンホール等の欠陥を早期かつ容易に検出
できる検査方法を提供することを目的とするものである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの発明は、沸点が常温より高い作動流
体をコンテナに封入したヒートパイプの検査方法におい
て、前記ヒートパイプを、気体を充満させたチャンバ内
に収容し、このチャンバ内を一定時間高圧に保持した後
、このヒートパイプを取出し、その一端を加熱してヒー
トパイプ作動させ、前記コンテナの温度分布を測定する
ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】この発明の方法においては、沸点が常温より高
い作動流体をコンテナ内に封入したヒートパイプを、気
体を充満させたチャンバ内に収容し、このチャンバ内を
高圧にすることにより、コンテナの内外の差圧が増大す
る。その結果、大気圧下では空気などの気体が侵入しに
くい微細なピンホールや微小亀裂等の有るヒートパイプ
のコンテナ内に、チャンバ内の気体が短時間で比較的大
量に流入する。

【００１０】したがって、このヒートパイプをチャンバ
から取出して、その一端を温水に漬ける等によって加熱
すると、微細なピンホールや微小亀裂等の有るヒートパ
イプは、流入した非凝縮性の気体がそのコンテナ内に存
在するため、ヒートパイプ作動中に、この非凝縮性の気
体が凝縮部側に滞溜して、その部分への熱輸送が阻害さ
れる。その結果、ヒートパイプの均熱特性に反して、凝
縮部側に周囲より低温の部分が生じるため、低温部の存
在によって非凝縮性の気体の流入が確認でき、このよう
なヒートパイプには微細なピンホールや微小亀裂等の欠
陥が有ると判断することができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明のヒートパイプの検査方法の
一実施例を図１および図２に基づいて説明する。

【００１２】ヒートパイプ１は、真空中での沸点が常温
より高い作動流体として、例えば、所定量の水がコンテ
ナ１ａ内に封入されている。このヒートパイプ１のコン
テナ１ａに、微細のピンホールや微小亀裂等が有るか無
いかを調べる際には、先ず、ヒートパイプ１をチャンバ
２内に収容し、非凝縮性の気体として例えば窒素ガス（
Ｎ２　）をチャンバ２内に注入して、そのチャンバ内圧
を例えば１０Ｋｇ／ｃｍ２　近くまで高める（図１参照
）チャンバ２内が高圧となると、内部に収容されている
ヒートパイプ１の内圧との差が約１０Ｋｇ／ｃｍ２　ま
で増大する。そのため、ヒートパイプ１のコンテナ１ａ
に微細なピンホール等が有ると、チャンバ２内の窒素ガ
スが、微細なピンホール等を通過してコンテナ１ａ内に
流入する。この時間当りの流入量は、ヒートパイプ１の
内外圧力差が大きい程多くなるため、コンテナ１ａが圧
潰しない範囲でチャンバ２内が高圧であればある程、短
時間で多量の窒素ガスを流入させることができる。

【００１３】次に、高圧のチャンバ２内に一定時間入れ
ておいた後、チャンバ２から取出して昇温試験を行なう
。

【００１４】昇温試験では、例えば８０℃程度の温水中
に、ヒートパイプ１の一端側を浸漬して加熱すると、微
細なピンホールのあるヒートパイプ１は、そのコンテナ
１ａ内に非凝縮性の気体である窒素ガスが存在するため
、この窒素ガスが正常なヒートパイプ作動を阻害する。

【００１５】すなわち、コンテナ１ａ内の窒素ガスは、
加熱されて沸騰する作動流体の蒸気とともにヒートパイ
プの上方の凝縮部３へ移動し、ここで作動流体の蒸気は
、熱を奪われて凝縮するが、非凝縮性の気体である窒素
ガスは、気体のまま凝縮部３に滞溜する。

【００１６】そのため、ヒートパイプ１の凝縮部３で、
作動流体の蒸気がコンテナ１ａの内面に接触して凝縮す
る部分には、作動流体の蒸気が運んできた熱が放出され
るため高温部３ａが形成される。しかし、窒素ガスが滞
溜している部分に対しては、作動流体の蒸気が熱輸送し
ないため高温とはならず、低温部３ｂが形成される（図
２参照）。

【００１７】したがって、昇温試験を行なって、ヒート
パイプ１の凝縮部３の温度分布を調べ、低温部３ｂが発
生していれば、微細なピンホール等によるものを含めて
欠陥品と判定することができる。

【００１８】以上のように、昇温試験を行なう前に、窒
素ガスが注入された高圧のチャンバ２内にヒートパイプ
１を入れて、コンテナ１ａに微細なピンホール等の欠陥
があれば、ある程度まとまった量の窒素ガスが流入する
ので、通常のリーク検査と同様の昇温試験によって、製
造直後のような早期には検出が困難であった、微細なピ
ンホールや微小亀裂等の欠陥の有るヒートパイプを短時
間で確実に検出し、排除することができる。

【００１９】なお、沸点が常温より高い作動流体として
適している他の物質として、例えばアルコール、ジフェ
ニール、ナフタレン、水銀、ナトリウム、カリウム、リ
チウム、セレンなどがある。

【００２０】また、チャンバ内に充満させる非凝縮性の
気体としては、窒素（Ｎ２　）　の外に、例えば水素（
Ｈ２　）やヘリウム（Ｈｅ　）等の分子量あるいは原子
量が小さい気体を用いれば、より小さな微細ピンホール
の検出が可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のヒートパ
イプの検査方法は、沸点が常温より高い作動流体をコン
テナに封入したヒートパイプを、気体を充満させたチャ
ンバ内に収容し、このチャンバ内を一定時間高圧に保持
した後、このヒートパイプを取出し、一端を加熱してヒ
ートパイプ作動させ、前記コンテナの温度分布に基づい
て判定するので、微細なピンホールの有るヒートパイプ
を、簡単な装置で、早期にかつ容易に、しかも確実に検
出することができる。また、チャンバの内圧をより高く
することによって検査に用する時間をより短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】チャンバ内で加圧する工程を示す説明図である
。

【図２】昇温試験の際の欠陥の有るヒートパイプの凝縮
部を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　ヒートパイプ ２　　チャンバ ３　　凝縮部 ３ａ　　高温部 ３ｂ　　低温部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　沸点が常温より高い作動流体をコンテ
   ナに封入したヒートパイプの検査方法において、前記ヒ
   ートパイプを、気体を充満させたチャンバ内に収容し、
   このチャンバ内を一定時間高圧に保持した後、このヒー
   トパイプを取出し、その一端を加熱してヒートパイプ作
   動させ、前記コンテナの温度分布を測定することを特徴
   とするヒートパイプの検査方法。