JPH0942871A - ヒートパイプの作動液注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調装置の除湿効果の補助等に用いられるヒ
ートパイプへの作動液の注入を容易に行い得る方法の提
供。 【解決手段】 空調器の冷却コイルＣにヒートパイプＨ
を組み込み、この後該空調器を稼働状態として冷風を生
じさせ、この冷風を、該冷却コイルＣの風下側に配設さ
れたヒートパイプＨの凝縮部２となる配管部に吹きつけ
る。これによりヒートパイプＨ用配管内を低温とした状
態で作動液を注入する。ヒートパイプＨ用配管内を低温
とすることで、作動液の沸騰、蒸発を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置の除湿効
果の補助等に用いられるヒートパイプに作動液を注入す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒートパイプ内に注入される作動液とし
ては、その使用温度範囲に応じた沸点を有するものが用
いられている。例えば、−８０〜４０℃ではアンモニア
が、−４０〜１１０℃ではフロンが、０〜１５０℃では
メタノールがそれぞれ一般的に用いられる。

【０００３】上記作動液のうち、フロンＲ１２、フロン
Ｒ２２、フロンＲ１３４ａ（いずれも商品名）等のフロ
ンを例にとると、これらは常温よりも低い沸点を有し、
常温、常圧下では気体である。したがって、これらを作
動液としてヒートパイプを作製する場合は、該作動液
が、ボンベ等の作動液が貯留されている容器からヒート
パイプ内に注入されると沸騰、蒸発するため、ヒートパ
イプ内の圧力が上昇し、この後さらに作動液をヒートパ
イプ内に注入することが困難となるという問題があっ
た。

【０００４】そこで、上記の問題を解消すべく、例えば
特開昭６２−８７７８７号公報や特開平４−１５４９０
号公報に記載されているように、ヒートパイプを冷却状
態としながら作動液を注入することによって作動液の沸
騰、蒸発を防止する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空調器の冷
却コイル用配管の風上側にヒートパイプの蒸発部となる
配管部を、風下側に凝縮部となる配管部をそれぞれ配設
し、これによって空調風の予冷および再加熱を行うこと
により空調器の除湿効率を高めることが提案されてい
る。このような装置は、既設の空調器の場合にはその冷
却コイルにヒートパイプを組み込んだり、空調器を新設
する場合には冷却コイルとヒートパイプとをフィン等に
より一体化して配設したりする等して作製されるが、特
に前者のように既設の空調器にヒートパイプを組み込む
（後付けする）場合、場所的な制約等があるため、ヒー
トパイプ用の配管の組み込みを済ませてから、即ち完全
な配管状態を現地で完成させてからでないと作動液が注
入できないということがある。

【０００６】上記の場合にも、前述のような作動液の沸
騰、蒸発が問題となるが、この場合にはヒートパイプを
別途の冷却手段で冷却することは非常に困難である。即
ち、除湿用に用いられるヒートパイプは、通常の単管型
のヒートパイプとは異なり、蒸発部用の蛇行状配管と凝
縮用の蛇行状配管とが２本の連結管で接続された複雑な
形態のものが一般的に用いられ、しかも相当の大きさを
有するため、これを簡易に冷却することは困難である。
さらに、冷却装置を施工現場に搬入する作業が面倒であ
る。

【０００７】本発明の目的は、上記の如き問題を解消
し、空調器の除湿能力を向上させるために組み込まれる
ヒートパイプに作動液を容易に注入し得る方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
が以下の本発明により達成されることを見出すに至っ
た。即ち、本発明のヒートパイプの作動液注入方法は、
空調器の冷却コイル用配管の風上側にヒートパイプの蒸
発部となる配管部を、風下側に凝縮部となる配管部をそ
れぞれ配設し、これら配管部を互いに連結してヒートパ
イプ用配管を形成し、上記空調器を稼働させて上記ヒー
トパイプ用配管を冷却しながら、該ヒートパイプ用配管
に作動液を注入することを特徴とするものである。

【０００９】なお本発明において、空調器の「稼働」と
は、通常の稼働以外にも、冷却コイル内に冷却された流
体を流して冷却コイル自体を低温とすることによって冷
却を行うもの等も含む。

【００１０】

【作用】空調器の冷却コイルにヒートパイプを組み込ん
だ後に該空調器を稼働状態とすると、該冷却コイルの動
作によって冷風が生じ、この冷風が、該冷却コイルの風
下側に配設されたヒートパイプの凝縮部となる配管部に
吹きつけられる。これによりヒートパイプ用配管が冷却
されるが、このようにしてヒートパイプ用配管内を低温
とした状態で作動液を注入することによって、該作動液
の沸騰、蒸発が抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のヒートパイプの
作動液注入方法の一実施例を示す模式斜視図である。以
下、本発明の方法を同図に基づいて具体的に説明する。

【００１２】１．ヒートパイプの形成 まず、図１に示すように、空調装置の冷却コイルＣ用配
管の風上側にヒートパイプの蒸発部１となる配管部を配
設し、一方該冷却コイルＣ用配管の風下側に凝縮部２と
なる配管部を配設し、これら配管部を互いに連結してヒ
ートパイプＨ用配管を形成する。

【００１３】図１に示す例では、蒸発部１用配管と凝縮
部２用配管とを、作動液蒸気を移動させる蒸気管１１
と、凝縮した作動液を還流させる還流管２１とで連結し
てループ状のヒートパイプＨ用配管を形成するようにし
ている。

【００１４】なお、図１では、蒸発部１用配管および凝
縮部２用配管はそれぞれフィン１２および２２に嵌め込
まれ、これにより熱交換を促進するようにしている。さ
らに、上記蒸発部１用配管および凝縮部２用配管は、該
フィン１２および２２内でそれぞれ蛇行部分（図示せ
ず）を形成し、これによって熱交換の行われる面積を大
きくしている。

【００１５】また、例えば図２に示すように、ヒートパ
イプＨ２用配管を、空調器の冷却コイルＣ２用配管と一
体化するようにして形成することもできる。図２に示す
例では、蒸発部２０１用配管、凝縮部２０２用配管およ
び冷却コイルＣ２用配管が、一組の連結板３ａ、３ｂに
嵌め込まれ、これによってヒートパイプＨ２用配管と冷
却コイルＣ２用配管とが一体化している。このようにヒ
ートパイプＨ２用配管と冷却コイルＣ２用配管とを一体
化することによって、これら配管を別々に製造し組み立
てることが不要となって製造コストが低減される。

【００１６】さらに、上記連結板を用いることに加え、
例えば図３の平面図に示すように、蒸発部用配管用のフ
ィンと凝縮部用配管用のフィンとが一体的に形成されて
なるフィン３００を用いるようにしてもよい。同図に示
すフィン３００は、冷却コイル用配管および該配管用の
フィンが挿通される開口部Ｐを中央部に有し、該開口部
Ｐの両側に、蒸発部用配管が挿通される孔３３１および
凝縮部用配管が挿通される孔３３２がそれぞれ形成され
ている。これによれば、冷却コイルからの冷風が吹きつ
けられることによって凝縮部用配管が冷却されると、上
記フィン３００の熱伝導性によって蒸発部用配管の冷却
も促進され、したがってヒートパイプ用配管全体を効率
よく冷却することができる。

【００１７】さらにまた、例えば図４の平面図に示すよ
うに、蒸発部用配管用のフィンと凝縮部用配管用のフィ
ンと冷却コイル用配管用のフィンとが一体的に形成され
てなるフィン４００を用いることもできる。同図に示す
フィン４００は、冷却コイル用配管が挿通される孔Ｃ４
０を中央部に有し、該孔Ｃ４０の両側に、蒸発部用配管
が挿通される孔４４１および凝縮部用配管が挿通される
孔４４２がそれぞれ形成されている。このフィン４００
によれば、前記したような連結板を用いなくてもヒート
パイプ用配管と冷却コイル用配管とを一体化することが
できる。ただしこの場合、空調器を実際に使用する際に
凝縮部用配管と冷却コイル用配管との間での熱伝導が小
さくなるよう、例えば図４に示すように、冷却コイル用
配管が挿通される孔Ｃ４０と凝縮部用配管が挿通される
孔４４２との間にスリットＳを設けることが望ましい。
このスリットは、図４に示すようにフィン４００に切れ
目を一列に並べるようにして形成されたもの以外にも、
切れ目を二列に並べたものや、さらには、二列に並べた
切れ目の間の部分を隆起させたり、一列に並べた切れ目
の一方の側縁部をよろい張り状に隆起させたものとする
こともできる。これらのようなスリットによれば、フィ
ンと周囲の空気との間の熱伝達をさらに促進し、凝縮部
用配管と冷却コイル用配管との間の熱伝導をさらに効果
的に減少させることができる。

【００１８】上記のようにしてヒートパイプ用配管を形
成した後、通常該ヒートパイプ用配管内部は真空脱気し
ておく。この真空脱気は、常法に従って、例えばヒート
パイプに注入口を設けておき、これに真空ポンプを接続
して該ヒートパイプ内部の空気を吸引排気する方法等に
より行うことができる。図１に示す例では、還流管２１
に注入口Ｒ１を設け、該注入口Ｒ１に真空ポンプを接続
してヒートパイプＨ用配管の真空脱気を行うことができ
るようにしている。

【００１９】２．ヒートパイプの冷却 ついで、空調装置を稼働させ、冷却コイルＣからの冷風
を凝縮部２用配管に吹きつけて、ヒートパイプＨ用配管
を冷却する。なお、例えば前記図２や図４に示すように
ヒートパイプ用配管と冷却コイル用配管とが一体化され
ている場合は、冷却コイル内に、ＬＮ₂ （液体窒素）、
ＬＣＯ₂ （液化二酸化炭素）等のガスや水、アルコール
等の液体を冷却したものを流して該冷却コイル自体を冷
却し、連結板やフィンによる熱伝導によってヒートパイ
プ用配管を冷却するようにしてもよい。

【００２０】３．作動液の注入 上記のようにしてヒートパイプＨ用配管を冷却しなが
ら、該ヒートパイプＨ用配管に作動液を注入する。

【００２１】上記作動液の注入は、例えば図１に示すよ
うに、還流管２１に設けた注入口Ｒ１にボンベ等の作動
液注入装置Ｒを接続して行うことができる。

【００２２】上記のようにして作動液を注入した後は、
例えば注入口Ｒ１を電気溶接、ガス溶接、超音波溶接等
により封止してヒートパイプＨを完成させる。

【００２３】上記方法により、ヒートパイプに作動液を
容易に注入することができるが、本発明の方法は、作動
液が常温、常圧下にて気体であるもの、例えばフロンＲ
１２〔商品名；沸点−２９．８℃〕、フロンＲ２２〔商
品名；沸点−４０．８℃〕、フロンＲ１３４ａ〔商品
名；沸点−２６．２℃〕等のフロン、アンモニア〔沸点
−３３．４℃〕等である場合に特に有効である。

【００２４】なお、従来の方法によってはヒートパイプ
が大型である程、該ヒートパイプ内の作動液蒸気が多量
となるため作動液の注入が困難となっていたが、本発明
においてはヒートパイプ内での作動液の沸騰、蒸発を抑
制して該ヒートパイプ内の圧力の上昇を抑制するため、
大型のヒートパイプであっても容易かつ短時間に作動液
を注入することができる。したがって、本発明の方法
は、特に大型のヒートパイプ、例えば容量４００cm³ 以
上のものに作動液を注入する場合に有用である。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のヒートパ
イプの作動液注入方法は、空調器の冷却コイル用配管の
風上側にヒートパイプの蒸発部となる配管部を、風下側
に凝縮部となる配管部をそれぞれ配設し、これら配管部
を互いに連結してヒートパイプ用配管を形成し、上記空
調器を稼働させて上記ヒートパイプ用配管を冷却しなが
ら、該ヒートパイプ用配管に作動液を注入するように
し、これによって該作動液の沸騰、蒸発を抑制するもの
である。

【００２６】したがって、ヒートパイプ用配管の冷却を
別途の冷却手段で冷却することや、冷却装置を施工現場
に搬入する作業が不要であり、ヒートパイプの冷却およ
び作動液の注入を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒートパイプの作動液注入方法の一実
施例を示す模式斜視図である。

【図２】ヒートパイプ用配管を空調器の冷却コイル用配
管と一体化した例を示す模式斜視図である。

【図３】フィンの一例を示す平面図である。

【図４】フィンの他の例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 蒸発部 １１ 蒸気管 ２ 凝縮部 ２１ 還流管 １２、２２ フィン Ｃ 冷却コイル Ｒ 作動液注入装置 Ｒ１ 注入口 Ｈ ヒートパイプ

フロントページの続き (72)発明者 徳 英二 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調器の冷却コイル用配管の風上側にヒ
   ートパイプの蒸発部となる配管部を、風下側に凝縮部と
   なる配管部をそれぞれ配設し、これら配管部を互いに連
   結してヒートパイプ用配管を形成し、上記空調器を稼働
   させて上記ヒートパイプ用配管を冷却しながら、該ヒー
   トパイプ用配管に作動液を注入することを特徴とするヒ
   ートパイプの作動液注入方法。
2. 【請求項２】 蒸発部用配管と凝縮部用配管とを、作動
   液蒸気を移動させる蒸気管と、凝縮した作動液を還流さ
   せる還流管とで連結してループ状のヒートパイプ用配管
   を形成する請求項１記載のヒートパイプの作動液注入方
   法。
3. 【請求項３】 ヒートパイプ用配管を、空調器の冷却コ
   イル用配管と一体化するようにして形成する請求項１記
   載のヒートパイプの作動液注入方法。