JPH0739912B2

JPH0739912B2 - ヒートパイプの製造方法

Info

Publication number: JPH0739912B2
Application number: JP20171891A
Authority: JP
Inventors: 雄一飯島
Original assignee: 昭和アルミニウム株式会社
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0545080A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、排熱回収装置などに
用いられるようなヒートパイプであって、内圧の異常昇
圧に対する安全対策が施されたヒートパイプの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に、高温環境下で使用されるようなヒ
ートパイプは、よく知られているように、作動流体蒸気
による内圧の上昇に起因して、希に、作動流体を収容す
るヒートパイプ本体のコンテナが破裂することが起こり
得る。

【０００３】例えば、第３図に示されるような、ヒート
パイプ利用の排熱回収装置にあっては、前後両面開放の
箱状ケーシング（１）に囲まれた空間内に、多数本のヒ
ートパイプ（２）が、中間の仕切板（３）と両側の側板
（４）（４）とを貫通して横架状態に配置され、高温の
排気（Ｈ）が流通する排気流通側にヒートパイプ（２）
の蒸発部（2a）を、低温の給気（Ｌ）が流れる給気通路
に凝縮部（2b）をそれぞれ臨ませることにより、図中の
矢印（Ａ）に示すようにヒートパイプ（２）群で排気側
から給気側に熱移動を生じさせ、排熱の有効利用を図る
ものとなされている。

【０００４】しかるに、何らかの事故により給気（Ｌ）
の流通が止まり、高温排気（Ｈ）のみが流通するような
事態におちいった場合、ヒートパイプ（２）の温度が排
気温度に近づきその内部蒸気圧が異常に高まって破裂す
る危険がある。

【０００５】このような破裂は、もとより、カバー
（５）で封鎖されるヒートパイプ（２）の両端部位で起
こるものとは限らず、その発生部位が特定されない故
に、ケーシング（１）の破壊や、破裂衝撃による隣接ヒ
ートパイプ（２）等の関連機器の損傷、また流通空気の
汚染等を招く危険性があり、安全対策面からそれらの絶
対的防止が望まれるところである。

【０００６】このような要請に基づき、従来、ヒートパ
イプの端部に薄肉部を形成し、そこを優先的犠牲破壊部
分として、破裂発生部位の不特定からくる危険性を回避
するものとする提案がなされている。

【０００７】例えば、第４図（ハ）に示されるヒートパ
イプ（51）は、同図（イ）に示されるように、インナー
パイプ（52）の外周部にフィンパイプ（53）が被嵌され
た長尺な外周フィン付きパイプ（54）を所定長さに定尺
切断したものを用意し、同図（ロ）に示されるように、
該フィン付きパイプ（54）の端部の所定長さ内方部分ま
でのフィンを切削にて除去すると共に、該端部の内周面
を切削してこれを薄肉に加工し優先的犠牲破壊部として
の薄肉管部（55）を形成し、同図（ハ）に示されるよう
に、開口端に蓋（56）を溶接してこれを封鎖するという
ようにして製作されたものとなされている。

【０００８】また、第４図（ヘ）に示されるヒートパイ
プ（61）は、同じく同図（イ）の外周フィン付きパイプ
（54）を用いて、同図（ニ）に示されるように、該パイ
プ（54）の端部の所定長さ内方部分までのフィンを切削
にて除去すると共に、該端部に薄肉パイプ（62）を溶接
し、かつ、同図（ヘ）に示されるように、薄肉パイプ
（62）の開口端に蓋（63）を溶接してこれを封鎖すると
いうようにして製作されたものとなされている。

【０００９】更に、第５図（ニ）に示されるヒートパイ
プ（71）は、同じく同図（イ）の外周フィン付きパイプ
（54）を用いて、同図（ロ）に示されるように、該外周
フィン付きパイプ（54）の端部の所定長さ内方部分まで
フィンパイプ（53）を切削除去することによって該端部
にインナーパイプ（52）の端部を露出し、このインナー
パイプ（52）の端部に、同図（ハ）に示されるように、
スピニング加工を施して、端部を封鎖し、そして、同図
（ニ）に示されるように、該端部先端肉厚部分を切削し
て優先的犠牲破壊部分としての薄肉部（72）を形成した
ものとなされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第４図
（ハ）に示されるヒートパイプ（51）では、端部フィン
の切削と、端部内周部の切削とをそれぞれ個別に行わな
ければならず、加工能率、ひいては生産性に優れず、コ
ストアップを招いていた。

【００１１】また、第４図（ヘ）に示されるヒートパイ
プ（61）においても、端部フィンの切削と、薄肉管（6
2）の接合とをそれぞれ個別に行うものとなされている
ため、同じく能率よく製造できなかった。

【００１２】更に、第５図（ニ）に示されるヒートパイ
プ（71）では、フィンパイプ（53）端部の切削と、スピ
ニング加工後の先端薄肉部（72）の加工とをやはりそれ
ぞれ個別に行わなければならず、同じく生産性に優れな
いという欠点があった。

【００１３】この発明は、上記のような従来の欠点を解
消し、優先的犠牲破壊部分を端部に有するヒートパイプ
を能率よく製造でき、生産性向上、コストダウンを図る
ことができるヒートパイプの製造方法を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、外周部にその一端から他端にわたって外方突出
状のフィンを有する外周フィン付きパイプを用い、該フ
ィン付きパイプのフィンをパイプ端部外周部の所定長さ
内方範囲にわたって切削により除去すると共に、該パイ
プの端部開口を内部密閉状態に封鎖するヒートパイプの
製造方法であって、前記端部フィンの切削除去に際し、
同時に併せて、該フィン付きパイプの端部外周面を所定
長さ内方範囲にわたって切削し優先的犠牲破壊部分とし
ての薄肉部を形成することを特徴とするヒートパイプの
製造方法を要旨とする。

【００１５】

【作用】上記方法では、端部フィンの除去と、優先的犠
牲破壊用薄肉部の形成とを、切削により同時遂行できる
から、ヒートパイプの製造能率が高められる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明方法を、第３図に示される排熱
回収装置用のヒートパイプ（１）の製造に適用した実施
例について説明する。

【００１７】第１図に示される実施例方法は、同図
（イ）に示されるような外周フィン付きパイプ（７）を
製作する工程と、同図（ロ）に示されるように、該パイ
プ（７）の端部に切削加工を施す工程と、同図（ハ）に
示されるようにパイプ（７）の端部にスピニング加工を
施す工程とからなる。

【００１８】フィン付きパイプ（７）は、銅製のインナ
ーパイプ（８）の外周部に、外周にフィン（9a）を有す
るアルミニウム製フィンパイプ（９）が被嵌された所定
長さのパイプである。このパイプ（７）は、まず転造に
よりインナーパイプ（８）とフィンパイプ（９）からな
る長尺なフィン付きパイプを製作し、これを製造しよう
とするヒートパイプの予定長さ寸法に応じて所定長さ単
位に切断していくことにより製作したものである。その
ため、このパイプ（７）は、同図（イ）に示されるよう
に、その端部近傍部分にもフィン（9a）が存在したもの
となっている。

【００１９】このフィン付きパイプ（７）を用い、第１
図（ロ）に示されるような態様において、切削加工をそ
の端部に施す。この切削は、パイプ（７）の端部から内
方所定長さ範囲にわたって存在するフィン（9a）を除去
することを主たる目的とするものである。即ち、長尺に
一括製造されたパイプを所定長さ単位に切断してフィン
付きパイプ（７）を能率製造するような場合、上記した
ようにフィン（9a）がパイプ（７）の端部にも存在する
こととなり、そのため、例えば、第３図の排熱回収装置
におけるヒートパイプのように、端部を側板（４）に貫
通配置せしめる必要がある場合などには、その部分に存
在する余計なフィンを除去する必要があるのである。こ
の場合、フィン（9a）のみを切削除去するようにしても
よいが、後述するように、本実施例では、端部にスピニ
ング加工を施すものとしていることから、フィンパイプ
（９）のパイプ部分（9b）も併せてその端部の所定長さ
範囲にわたって切削除去し、インナーパイプ（８）の端
部を外部に露出せしめるようにする。そして、この切削
加工の際、同図（ロ）に示されるように、インナーパイ
プ（８）の端部外周部も併せて所定深さ切削し、該パイ
プ（８）の端部に薄肉部（10）を形成するようにする。
この切削は、切削工具を、回転するパイプ（７）の端部
から長さ方向内方側に向けて、あるいは内方側から端部
に向けて、パイプ（７）に沿って相対移動していくこと
により、フィン（9a）の切削と、フィンパイプ（９）の
パイプ部分（9b）の切削除去と、インナーパイプ（８）
の切削とを兼ね併せて行うようにする。

【００２０】なお、このインナーパイプ（８）の端部の
切削薄肉化は、ヒートパイプ（２）の蒸発部（2a）側の
端部、又は蒸発部（2a）側及び凝縮部（2b）側の両端部
に対して行われるのが一般的である。しかし、場合によ
っては凝縮部（2b）側の端部に対してのみ行うようにし
てもよい。

【００２１】そして、該フィン付きパイプ（７）の端部
に、同図（ハ）に示されるように、スピニング加工を施
し、パイプ（７）の端部を封鎖する。このスピニング加
工は、インナーパイプ（８）の端部露出部分においてそ
の基端部から所定距離だけ先端寄りの位置から先端側に
向けて行うようにする。これにより、インナーパイプ
（８）の端部露出基端部分に優先的犠牲破壊部分として
の薄肉部（10）が残される。なお、インナーパイプ
（８）の端末部封鎖部分は、厚肉化する。

【００２２】製作したヒートパイプ（２）は、第２図に
示されるように、排熱回収装置のケーシング（１）に組
み込まれ、その端部が側板（４）に貫通状態にされて保
持される。そして、装置作動中、ヒートパイプ（２）内
部に何らかの事故により異常昇圧が起こったとすると、
端部薄肉部（10）が優先的に犠牲破壊を起こし、内部蒸
気圧がその破壊部分から抜ける。これにより以後ヒート
パイプとしての機能が停止され、不特定部位での破壊が
防止される。

【００２３】上記のように、優先的犠牲破壊用薄肉部
（10）の形成を、フィン付きパイプ（７）の端部外周部
に対して切削加工により行うものとしていることによ
り、薄肉部（10）の形成を、フィン（9a）の切削除去等
と併せて同時に行うことができ、ヒートパイプ（２）を
能率よく製造できて、生産性の向上、コストダウンを図
ることができる。

【００２４】因みに、１．０ｍｍ厚の銅（Ｃ７０６０）
製インナーパイプ（８）と０．９ｍｍ厚のアルミニウム
（Ａ６０６３）製フィンパイプ（９）とからなる直径２
５．４ｍｍのヒートパイプ（２）であって、インナーパ
イプ（８）の端部露出基端部分に長さ５ｍｍ範囲の０．
７ｍｍ厚の薄肉部（10）を形成した第２図に示されるよ
うなヒートパイプ（２）を用いて、耐圧試験を行ったと
ころ、内圧が約３０Ｋｇ／ｃｍ²Ｇ（Ｈ／ＰＴＥＭＰ
２３３℃）に達した時点で薄肉部（10）に犠牲破壊を
生じた。

【００２５】なお、上記実施例は、端部にスピニング加
工を施したヒートパイプについてのものであるが、本発
明方法は、端部開口を蓋にて封鎖する構成態様のヒート
パイプの製造等にも適用しうるものであることはいうま
でもない。

【００２６】

【発明の効果】上述の次第で、この発明のヒートパイプ
の製造方法は、端部フィンの切削除去に際し、同時に併
せて、該フィン付きパイプの端部外周面を所定長さ内方
範囲にわたって切削し優先的犠牲破壊部分としての薄肉
部を形成するものであり、端部フィンの除去と、薄肉部
形成とを切削により同時遂行するものであるから、ヒー
トパイプを能率よく製造でき、生産性の向上、コストダ
スウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例方法を示すもので、図（イ）
は外周フィン付きパイプの縦断面図、図（ロ）は切削加
工後の同パイプの縦断面図、図（ハ）は端部をスピニン
グ加工により封鎖したヒートパイプの縦断面図である。

【図２】排熱回収装置におけるヒートパイプの蒸発部側
配設状態を示す断面図である。

【図３】排熱回収装置の全体斜視図である。

【図４】従来のヒートパイプ製造法を示す説明図であ
る。

【図５】従来の他のヒートパイプ製造法を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

２…ヒートパイプ７…フィン付きパイプ９ａ…フィン１０…薄肉部（優先的犠牲破壊部分）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部にその一端から他端にわたって外
方突出状のフィンを有する外周フィン付きパイプを用
い、該フィン付きパイプのフィンをパイプ端部外周部の
所定長さ内方範囲にわたって切削により除去すると共
に、該パイプの端部開口を内部密閉状態に封鎖するヒー
トパイプの製造方法であって、前記端部フィンの切削除
去に際し、同時に併せて、該フィン付きパイプの端部外
周面を所定長さ内方範囲にわたって切削し優先的犠牲破
壊部分としての薄肉部を形成することを特徴とするヒー
トパイプの製造方法。