JPH05141885A - ヒートパイプ - Google Patents
ヒートパイプInfo
- Publication number
- JPH05141885A JPH05141885A JP30180091A JP30180091A JPH05141885A JP H05141885 A JPH05141885 A JP H05141885A JP 30180091 A JP30180091 A JP 30180091A JP 30180091 A JP30180091 A JP 30180091A JP H05141885 A JPH05141885 A JP H05141885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid flow
- liquid
- heat pipe
- flow path
- mesh electrode
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液の流動が停止することのないモノグローブ
形のヒートパイプを実現する。 【構成】 相互に連通し平行に配設された蒸気流路７と
液流路６を備えたモノグルーブ形のヒートパイプ１にお
いて、上記液流路６内に液流れ１０方向に向って先細り
した円錐形状のメッシュ電極４を配設することによっ
て、液流路６内の作動媒体には円錐形状のメッシュ電極
４により電気歪み力が作用し、液流れ１０が加速される
ため、微小重力下においても液の流れが停止することな
く所望の熱輸送力を確保することが可能となる。
形のヒートパイプを実現する。 【構成】 相互に連通し平行に配設された蒸気流路７と
液流路６を備えたモノグルーブ形のヒートパイプ１にお
いて、上記液流路６内に液流れ１０方向に向って先細り
した円錐形状のメッシュ電極４を配設することによっ
て、液流路６内の作動媒体には円錐形状のメッシュ電極
４により電気歪み力が作用し、液流れ１０が加速される
ため、微小重力下においても液の流れが停止することな
く所望の熱輸送力を確保することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微少重力下で放熱器と
して使用されるヒートパイプに関する。
して使用されるヒートパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の宇宙用ラジエータに使用されるヒ
ートパイプは、蒸発部と凝縮部により生成される気相と
液相が同一流路を流れ熱輸送力が小さいため、放熱が大
きい場合には大きな放熱面積を必要とし、極端な場合
は、実現不可能な大きさになる可能性さえあった。
ートパイプは、蒸発部と凝縮部により生成される気相と
液相が同一流路を流れ熱輸送力が小さいため、放熱が大
きい場合には大きな放熱面積を必要とし、極端な場合
は、実現不可能な大きさになる可能性さえあった。
【０００３】一方、気相と液相の流路を分離したモノグ
ルーブ形と呼ばれるヒートパイプは熱輸送力が大きく、
実際の宇宙ステーション用に採用される計画がなされた
が、凝縮器から蒸発器への液の戻りが悪く期待された性
能が出ないため、不採用となった。
ルーブ形と呼ばれるヒートパイプは熱輸送力が大きく、
実際の宇宙ステーション用に採用される計画がなされた
が、凝縮器から蒸発器への液の戻りが悪く期待された性
能が出ないため、不採用となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のそれぞれ図４
（ａ），（ｂ）に断面を示す軸方向グルーブ形や周方向
グルーブ形またはメッシュウィック形のヒートパイプ
は、蒸発部分と凝縮部分と液の戻りの流路が同一である
ため、途中で液が乾き熱輸送力はせいぜい数１０Ｗｍ〜
１００Ｗｍ程度であった。
（ａ），（ｂ）に断面を示す軸方向グルーブ形や周方向
グルーブ形またはメッシュウィック形のヒートパイプ
は、蒸発部分と凝縮部分と液の戻りの流路が同一である
ため、途中で液が乾き熱輸送力はせいぜい数１０Ｗｍ〜
１００Ｗｍ程度であった。
【０００５】一方、図４（ｃ）にその断面を示すモノグ
ルーブ形ヒートパイプは、図３に示すように蒸気流れ１
１を生じる蒸気の流路と液流れ１０を生じる液の流路を
分離したことにより、地上試験において数万ｗｍという
高性能（高熱輸送力）を示し、一躍脚光を浴びたことが
あったが、宇宙における微少重力下（無重力）の実験に
おいて液の流動が停止することがわかり、地上実験の熱
輸送性能をはるかに下回る結果を示し、液流れを生じる
ような工夫が必要とされていた。
ルーブ形ヒートパイプは、図３に示すように蒸気流れ１
１を生じる蒸気の流路と液流れ１０を生じる液の流路を
分離したことにより、地上試験において数万ｗｍという
高性能（高熱輸送力）を示し、一躍脚光を浴びたことが
あったが、宇宙における微少重力下（無重力）の実験に
おいて液の流動が停止することがわかり、地上実験の熱
輸送性能をはるかに下回る結果を示し、液流れを生じる
ような工夫が必要とされていた。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するため、モノ
グルーブ形ヒートパイプの長所を維持しながら液の流れ
を確保することができるヒートパイプを提案するもので
ある。
グルーブ形ヒートパイプの長所を維持しながら液の流れ
を確保することができるヒートパイプを提案するもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートパイプ
は、相互に連通し平行に配設された蒸気流路と液流路を
備え、同蒸気流路内と液流路内をそれぞれ蒸気状と液状
の作動媒体が対向する方向に流れるモノグルーブ形のヒ
ートパイプにおいて、上記液流路内に設けられ液流れ方
向に沿って先細りの状態で配設された円錐形状のメッシ
ュ電極、上記液流路内壁に設けられ上記メッシュ電極を
固定する絶縁物、および上記液流路壁とメッシュ電極の
間に接続された電源を備えたことを特徴としている。
は、相互に連通し平行に配設された蒸気流路と液流路を
備え、同蒸気流路内と液流路内をそれぞれ蒸気状と液状
の作動媒体が対向する方向に流れるモノグルーブ形のヒ
ートパイプにおいて、上記液流路内に設けられ液流れ方
向に沿って先細りの状態で配設された円錐形状のメッシ
ュ電極、上記液流路内壁に設けられ上記メッシュ電極を
固定する絶縁物、および上記液流路壁とメッシュ電極の
間に接続された電源を備えたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】上記において、不平等電界内では電界の強い方
から弱い方に向って電気歪み力が発生する。
から弱い方に向って電気歪み力が発生する。
【０００９】本発明においては、円錐形状のメッシュ電
極を液流れの方向に向けて先細りする状態で液流路内に
配設し、メッシュ電極と液流路壁の間に電圧を印加する
ため、下流側のメッシュ電極と液流路壁の間では弱い電
界が、上流側のメッシュ電極と液流路壁の間では強い電
界が発生する。従って、メッシュ電極と液流路壁の間の
液状の作動媒体に対しては、上流側から下流側に向かう
電気歪み力が作用し、作動媒体を下流側に向けて加速す
る。
極を液流れの方向に向けて先細りする状態で液流路内に
配設し、メッシュ電極と液流路壁の間に電圧を印加する
ため、下流側のメッシュ電極と液流路壁の間では弱い電
界が、上流側のメッシュ電極と液流路壁の間では強い電
界が発生する。従って、メッシュ電極と液流路壁の間の
液状の作動媒体に対しては、上流側から下流側に向かう
電気歪み力が作用し、作動媒体を下流側に向けて加速す
る。
【００１０】上記により、液流路内の作動媒体には円錐
形状のメッシュ電極により電気歪み力が作用し液流れが
加速されるため、微小重力下においても液の流れが停止
することなく所望の熱輸送力を確保することが可能とな
る。
形状のメッシュ電極により電気歪み力が作用し液流れが
加速されるため、微小重力下においても液の流れが停止
することなく所望の熱輸送力を確保することが可能とな
る。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に示す。図
１及び図２に示す本実施例は、内面に周方向グルーブ形
ウィック８が設けられたパイプ７ａ内に蒸気流路７が形
成され、同パイプ７ａと平行に配設され内部が連通した
パイプ６ａの内に液流路６が形成され、上記パイプ７ａ
の側部にラジエータパネル２が配設され、蒸気流路７の
上流側に加熱部３が形成され下流側に放熱部３ａが形成
されたモノグルーブヒートパイプ１において、上記液流
路６内に設けられ液流れ１０方向に沿って先細りの状態
で配設された円錐台形状のメッシュ電極４、上記パイプ
６ａ内壁に設けられ上記メッシュ電極４をパイプ６ａ内
壁に固定するポリテトラフルオロエチルン材よりなる絶
縁物９、および上記メッシュ電極４と液流路６の側壁と
の間に接続された電源５を備えている。なお、メッシュ
電極４と電源５の間のリード線はポリテトラフルオロエ
チレン材よりなる絶縁物９ａを介してパイプ６ａを貫通
している。
１及び図２に示す本実施例は、内面に周方向グルーブ形
ウィック８が設けられたパイプ７ａ内に蒸気流路７が形
成され、同パイプ７ａと平行に配設され内部が連通した
パイプ６ａの内に液流路６が形成され、上記パイプ７ａ
の側部にラジエータパネル２が配設され、蒸気流路７の
上流側に加熱部３が形成され下流側に放熱部３ａが形成
されたモノグルーブヒートパイプ１において、上記液流
路６内に設けられ液流れ１０方向に沿って先細りの状態
で配設された円錐台形状のメッシュ電極４、上記パイプ
６ａ内壁に設けられ上記メッシュ電極４をパイプ６ａ内
壁に固定するポリテトラフルオロエチルン材よりなる絶
縁物９、および上記メッシュ電極４と液流路６の側壁と
の間に接続された電源５を備えている。なお、メッシュ
電極４と電源５の間のリード線はポリテトラフルオロエ
チレン材よりなる絶縁物９ａを介してパイプ６ａを貫通
している。
【００１２】上記モノグルーブヒートパイプ１におい
て、作動媒体は、従来の装置と同様に、蒸気流路７内で
は蒸気流れ１１となって加熱部３側から放熱部３ａ側へ
向けて流れ、液流路６内では液流れ６ａとなって放熱部
３ａ側から加熱部３側へ向けて流れる。
て、作動媒体は、従来の装置と同様に、蒸気流路７内で
は蒸気流れ１１となって加熱部３側から放熱部３ａ側へ
向けて流れ、液流路６内では液流れ６ａとなって放熱部
３ａ側から加熱部３側へ向けて流れる。
【００１３】本実施例においては、液流路６内に円錐台
形状のメッシュ電極５が設けられているため、液状の作
動媒体に電気歪み力が働き液流れ１０を加速するように
作用するが、この作用について以下に詳述する。
形状のメッシュ電極５が設けられているため、液状の作
動媒体に電気歪み力が働き液流れ１０を加速するように
作用するが、この作用について以下に詳述する。
【００１４】即ち、上記電気歪み力は、電界の不平等な
部分に働くものであり、次式で表される。
部分に働くものであり、次式で表される。
【００１５】
【数１】
【００１６】こゝで、ρは流体の密度、εは誘電率、Ｅ
は電界強さを示す。
は電界強さを示す。
【００１７】本実施例においては、モノグルーブヒート
パイプ１の液流路６の液流れ１０の抵抗を小さくするた
めにメッシュ状とした円錐台形状のメッシュ電極４を挿
入し、この電極４と金属製のパイプ６ａとの間に高電圧
を印加しており、液流れ１０に沿ったメッシュ電極４の
位置で電界の強さが異なったものとしているため、この
電極４とパイプ６ａ間の作動媒体には上記電気歪み力が
作用する。
パイプ１の液流路６の液流れ１０の抵抗を小さくするた
めにメッシュ状とした円錐台形状のメッシュ電極４を挿
入し、この電極４と金属製のパイプ６ａとの間に高電圧
を印加しており、液流れ１０に沿ったメッシュ電極４の
位置で電界の強さが異なったものとしているため、この
電極４とパイプ６ａ間の作動媒体には上記電気歪み力が
作用する。
【００１８】この力は圧力と同じような力となって液状
の作動媒体に働き、この作動媒体を電界の強い方から弱
い方へ動かすことができる。一般に、ヒートパイプ内の
媒体の流れは、ほとんど作動媒体の圧力損失とウィック
における液状の作動媒体の表面張力とのバランスによっ
て定まるため、この電気歪み力は大きな影響力を持ち、
液体の流れを持続させるものとなり、モノグルーブヒー
トパイプの欠点である液流れ１０を確保することになり
高性能を維持することができる。
の作動媒体に働き、この作動媒体を電界の強い方から弱
い方へ動かすことができる。一般に、ヒートパイプ内の
媒体の流れは、ほとんど作動媒体の圧力損失とウィック
における液状の作動媒体の表面張力とのバランスによっ
て定まるため、この電気歪み力は大きな影響力を持ち、
液体の流れを持続させるものとなり、モノグルーブヒー
トパイプの欠点である液流れ１０を確保することになり
高性能を維持することができる。
【００１９】上記により、液流路内の作動媒体には円錐
台形状のメッシュ電極により電気歪み力が作用し、液流
れが加速されるため、微小重力下においても液の流れが
停止することなく所望の熱輸送力を確保することが可能
となった。
台形状のメッシュ電極により電気歪み力が作用し、液流
れが加速されるため、微小重力下においても液の流れが
停止することなく所望の熱輸送力を確保することが可能
となった。
【００２０】なお、液流れの駆動力は電界強さによって
制御できるため、電源の電圧を可変とすることにより最
適値を与えるようにする。宇宙空間では上記駆動力を無
闇に増加させないことも必要なためである。
制御できるため、電源の電圧を可変とすることにより最
適値を与えるようにする。宇宙空間では上記駆動力を無
闇に増加させないことも必要なためである。
【００２１】
【発明の効果】本発明のヒートパイプは、相互に連通し
平行に配設された蒸気流路と液流路を備えたモノグルー
ブ形のヒートパイプにおいて、上記液流路内に液流れ方
向に向って先細りした円錐形状のメッシュ電極を配設す
ることによって、液流路内の作動媒体には円錐形状のメ
ッシュ電極により電気歪み力が作用し、液流れが加速さ
れるため、微小重力下においても液の流れが停止するこ
となく所望の熱輸送力を確保することが可能となる。
平行に配設された蒸気流路と液流路を備えたモノグルー
ブ形のヒートパイプにおいて、上記液流路内に液流れ方
向に向って先細りした円錐形状のメッシュ電極を配設す
ることによって、液流路内の作動媒体には円錐形状のメ
ッシュ電極により電気歪み力が作用し、液流れが加速さ
れるため、微小重力下においても液の流れが停止するこ
となく所望の熱輸送力を確保することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るヒートパイプの説明図
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図で
ある。
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図で
ある。
【図２】上記一実施例に係るメッシュ電極の説明図で、
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。
【図３】ヒートパイプの動作原理の説明図である。
【図４】従来のヒートパイプの断面図で、（ａ）は軸方
向グルーブ形、（ｂ）は周方向グルーブ形又はメッシュ
ウィック形、（ｃ）はモノグルーブ形である。
向グルーブ形、（ｂ）は周方向グルーブ形又はメッシュ
ウィック形、（ｃ）はモノグルーブ形である。
４ 電極 ５ 電源 ６ 液流路 ７ 蒸気流路 ８ 周方向グルーブ形ウィック ９，９ａ 絶縁物 １０ 液流れ １１ 蒸気流れ
Claims (1)
- 【請求項１】 相互に連通し平行に配設された蒸気流路
と液流路を備え、同蒸気流路内と液流路内をそれぞれ蒸
気状と液状の作動媒体が対向する方向に流れるモノグル
ーブ形のヒートパイプにおいて、上記液流路内に設けら
れ液流れ方向に沿って先細りの状態で配設された円錐形
状のメッシュ電極、上記液流路内壁に設けられ上記メッ
シュ電極を固定する絶縁物、および上記液流路壁とメッ
シュ電極の間に接続された電源を備えたことを特徴とす
るヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30180091A JPH05141885A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | ヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30180091A JPH05141885A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | ヒートパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141885A true JPH05141885A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17901324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30180091A Withdrawn JPH05141885A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | ヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05141885A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106839507A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-13 | 中山大学 | 一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP30180091A patent/JPH05141885A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106839507A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-13 | 中山大学 | 一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法 |
| CN106839507B (zh) * | 2017-03-13 | 2019-04-12 | 中山大学 | 一种微重力条件下利用电磁控制的热量传递装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |