JPS5840119B2 - ヒ−トパイプ用溝付き管の製造方法 - Google Patents
ヒ−トパイプ用溝付き管の製造方法Info
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- JPS5840119B2 JPS5840119B2 JP51051756A JP5175676A JPS5840119B2 JP S5840119 B2 JPS5840119 B2 JP S5840119B2 JP 51051756 A JP51051756 A JP 51051756A JP 5175676 A JP5175676 A JP 5175676A JP S5840119 B2 JPS5840119 B2 JP S5840119B2
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- Japan
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- heat pipe
- heat
- section
- grooves
- metal tube
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は該沸騰を促進して伝熱特性を向上せしめたヒー
トタイプ用溝付き管およびその製造方法に関するもので
ある。
トタイプ用溝付き管およびその製造方法に関するもので
ある。
一般にヒートパイプは密閉した減圧容器内に作動液を封
入し該容器の一端を吸熱部、他端を放熱部としたもので
あり、吸熱部で作動液は蒸発潜熱を奪って蒸気化し、こ
の蒸気は低温の放熱部で縦縞して復液し、この復液した
作動液を再び吸熱部に帰還させる作用を繰返すことによ
り熱を急速に伝搬するものである。
入し該容器の一端を吸熱部、他端を放熱部としたもので
あり、吸熱部で作動液は蒸発潜熱を奪って蒸気化し、こ
の蒸気は低温の放熱部で縦縞して復液し、この復液した
作動液を再び吸熱部に帰還させる作用を繰返すことによ
り熱を急速に伝搬するものである。
従ってヒートパイプでは放熱部で復液した作動液を吸熱
部側に連続的に帰還させることが不可欠であり、この帰
還作用を促進する手段として重力や毛細管力が利用され
ている。
部側に連続的に帰還させることが不可欠であり、この帰
還作用を促進する手段として重力や毛細管力が利用され
ている。
躬に水平型のヒートパイプにおいては毛細管力を利用す
るものが多く、このため金属管内にスクリーンメツシュ
、焼結金属層、或は細い条溝などのウィックを設けるこ
とが行なわれている。
るものが多く、このため金属管内にスクリーンメツシュ
、焼結金属層、或は細い条溝などのウィックを設けるこ
とが行なわれている。
渣たヒートパイプの伝熱性能は吸熱部での伝熱性能に大
きく依存し、前記ウィックとして特に細い条溝を形成し
たものが吸熱部での伝熱性に優れている。
きく依存し、前記ウィックとして特に細い条溝を形成し
たものが吸熱部での伝熱性に優れている。
従来との条溝を形成したヒートパイプとしては、複数本
の突条を歯車状に設けたプラグを金属管内に挿入して抽
伸することにより第１図に示す如く、金属管１の内壁面
に、断面矩形状をなす条溝２ａを該金属管１の長手方向
に沿って複数本形成したものがある。
の突条を歯車状に設けたプラグを金属管内に挿入して抽
伸することにより第１図に示す如く、金属管１の内壁面
に、断面矩形状をなす条溝２ａを該金属管１の長手方向
に沿って複数本形成したものがある。
この溝付き管は作動液を吸熱部側へ帰還させるときの流
体抵抗が小さく焼結金属層などのウィックに比べて優れ
ている。
体抵抗が小さく焼結金属層などのウィックに比べて優れ
ている。
しかしながら、吸熱部における作動液の沸騰形態が膜沸
騰であるタメ、強く加熱するとバーンアウトを生じ最大
熱流束の制約を受ける欠点があった。
騰であるタメ、強く加熱するとバーンアウトを生じ最大
熱流束の制約を受ける欠点があった。
本発明はかかる点に鑑み種々研究を行なった結果、核沸
騰を促進して伝熱特性を改善せしめたヒートパイプ用溝
付き管およびその製造方法を開発したものである。
騰を促進して伝熱特性を改善せしめたヒートパイプ用溝
付き管およびその製造方法を開発したものである。
即ち本発明は金属管の内壁面に断面矩形状をなす条溝を
該金属管の長手方向に沿って複数本形成した後、これを
空引抽伸して短辺側が開口した断面台形状の条溝を形成
することを特徴とするヒートパイプ用溝付き管の製造方
法を要旨とするものである。
該金属管の長手方向に沿って複数本形成した後、これを
空引抽伸して短辺側が開口した断面台形状の条溝を形成
することを特徴とするヒートパイプ用溝付き管の製造方
法を要旨とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第２図は本発明の一実施例を示すもので、このヒートパ
イプ用溝付き管は銅、アルミニウムなどの熱伝導性の優
れた金属管１の内壁面にその長手方向に沿って、短辺側
が管中心部に向かって開口した断面台形状（あり溝）を
なす複数本の条溝２ｂ・・・を形成したものである。
イプ用溝付き管は銅、アルミニウムなどの熱伝導性の優
れた金属管１の内壁面にその長手方向に沿って、短辺側
が管中心部に向かって開口した断面台形状（あり溝）を
なす複数本の条溝２ｂ・・・を形成したものである。
この条溝２ｂの形状は、その開口した短辺側の幅をＸ、
溝底面の長辺側の幅をＷとすると、条溝２ｂの深さにか
かわらず１／３Ｗ≦Ｘ≦３／４Ｗなる関係を満すことが
空寸しい。
溝底面の長辺側の幅をＷとすると、条溝２ｂの深さにか
かわらず１／３Ｗ≦Ｘ≦３／４Ｗなる関係を満すことが
空寸しい。
上記構成のヒートパイプ用溝付き管は作動液の流体抵抗
が少ないそめ、大きな毛細管力を得ることができる。
が少ないそめ、大きな毛細管力を得ることができる。
また条溝は２ｂは断面台形状をなし、狭い空間部を形成
しているため、この部分での核沸騰が促進され、従って
吸熱部での伝熱抵抗が小さくなり、ヒートパイプの伝熱
特性が向上するものである。
しているため、この部分での核沸騰が促進され、従って
吸熱部での伝熱抵抗が小さくなり、ヒートパイプの伝熱
特性が向上するものである。
なお上記の如き条溝２ｂの形状に釦いて開口した短辺側
の幅Ｘが１／３Ｗ未満のものは加工上空引抽伸回数が増
えるためコスト高となり、また復液した作動液の溝内へ
の侵入がむつかしくなるたるため、良好な熱伝達が阻害
される。
の幅Ｘが１／３Ｗ未満のものは加工上空引抽伸回数が増
えるためコスト高となり、また復液した作動液の溝内へ
の侵入がむつかしくなるたるため、良好な熱伝達が阻害
される。
渣たＸが３／４Ｗを越えると、はぼ矩形状断面に近似す
るため核沸騰促進の効果が低下するので望渣しくない。
るため核沸騰促進の効果が低下するので望渣しくない。
次に本発明のヒートパイプ用溝付き管の製造方法につい
て説明する。
て説明する。
先ず製品とすべきヒートパイプの仕上り外径よりも１，
２〜１．５倍程度径の大きい金属管１を用意し、切削加
工、押出し法、歯車状に突条を形成したプラグを用いる
抽伸法、或は歯車状のマンドレルを金属管１内に挿入し
管外面よりロールで加圧して溝成形を行なう圧伸法など
適宜の方法により第１図に示す如く金属管１の内面に、
断面矩形状をなす条溝２ａを、その長手方向に沿って複
数本成形する。
２〜１．５倍程度径の大きい金属管１を用意し、切削加
工、押出し法、歯車状に突条を形成したプラグを用いる
抽伸法、或は歯車状のマンドレルを金属管１内に挿入し
管外面よりロールで加圧して溝成形を行なう圧伸法など
適宜の方法により第１図に示す如く金属管１の内面に、
断面矩形状をなす条溝２ａを、その長手方向に沿って複
数本成形する。
次にこの金属管１を仕上り製品の外径寸法と同径のダイ
ス孔を形成したダイスに通して空引抽伸することにより
、第２図に示す如き短辺側が開口した断面台形状の条溝
２ｂを成形するものである。
ス孔を形成したダイスに通して空引抽伸することにより
、第２図に示す如き短辺側が開口した断面台形状の条溝
２ｂを成形するものである。
なお従来方法により直接第２図に示す如き形状のヒート
パイプ用溝付管を成形できない理由は切削加工では技術
的に困難であり、また押出し法、抽伸法、或は圧伸法な
どによる場合にはプラグやマンドレルの強度上の問題が
ある上、管内壁の変形抵抗が大きくなり、加工時に金属
管が破断する虞れがあるからである。
パイプ用溝付管を成形できない理由は切削加工では技術
的に困難であり、また押出し法、抽伸法、或は圧伸法な
どによる場合にはプラグやマンドレルの強度上の問題が
ある上、管内壁の変形抵抗が大きくなり、加工時に金属
管が破断する虞れがあるからである。
なお本発明方法において外径が小さく、しがも長尺のヒ
ートパイプ用溝付き管を成形する場合にはプラグを用い
た抽伸法により溝成形することが望ましい。
ートパイプ用溝付き管を成形する場合にはプラグを用い
た抽伸法により溝成形することが望ましい。
捷た空引抽伸の前に適宜焼鈍を行なうことにより変形抵
抗を下げて円滑に抽伸を行なうことができ、また空引抽
伸は１回に限らず焼鈍を繰返し行ないながら数回行なっ
てもよい。
抗を下げて円滑に抽伸を行なうことができ、また空引抽
伸は１回に限らず焼鈍を繰返し行ないながら数回行なっ
てもよい。
この場合空引抽伸する回数に応じて開口部の幅Ｘは底面
の幅Ｗに比べて小さくなって行くが、製造コストとの兼
合いで適宜選定することが望ましい。
の幅Ｗに比べて小さくなって行くが、製造コストとの兼
合いで適宜選定することが望ましい。
次に本発明の実施例について説明する。
脱酸銅からなる外径１８ＷＩｎ、肉厚０．８ｍｍ、長さ
１０００ｍｍの金属管にプラグを挿入して抽伸を行ない
、該金属管の内壁面に幅０．２ｍｍ、深さ０．２ｒｒｖ
ｎの断面矩形状をなす条溝を８０本成形した。
１０００ｍｍの金属管にプラグを挿入して抽伸を行ない
、該金属管の内壁面に幅０．２ｍｍ、深さ０．２ｒｒｖ
ｎの断面矩形状をなす条溝を８０本成形した。
次にこの金属管をダイスに通して空引抽伸を行ない、外
径を１５．５ｍ＋＋＋に絞ることによりＸ ＝ ０．１
ｒｒｖｎ、 Ｗ−０，１９５ｍｍ、深さ０．２２の短
辺側が開口した断面台形状をなす条溝を形成したヒート
パイプ用溝付き管を得た。
径を１５．５ｍ＋＋＋に絞ることによりＸ ＝ ０．１
ｒｒｖｎ、 Ｗ−０，１９５ｍｍ、深さ０．２２の短
辺側が開口した断面台形状をなす条溝を形成したヒート
パイプ用溝付き管を得た。
このヒートパイプ用溝付き管を長さ５００ＴｒｔＩｎに
切断し、この内部に作動液として水を入れて両端を減圧
状態で密閉してヒートパイプを製造した。
切断し、この内部に作動液として水を入れて両端を減圧
状態で密閉してヒートパイプを製造した。
このヒートパイプの吸熱部にわける加熱温度を変化させ
た場合の熱流束を測定した結果、第３図のグラフに曲線
Ａで示す如き結果が得られた。
た場合の熱流束を測定した結果、第３図のグラフに曲線
Ａで示す如き結果が得られた。
上記実施例と比較するために幅０．２２ｍｍ、深さ０．
２２ｍｍの断面矩形状をなす条溝を形成したヒートパイ
プ用溝付き管を成形し、これよりヒートパイプを製造し
て上記実施例と同様に吸熱部における熱流束を測定した
。
２２ｍｍの断面矩形状をなす条溝を形成したヒートパイ
プ用溝付き管を成形し、これよりヒートパイプを製造し
て上記実施例と同様に吸熱部における熱流束を測定した
。
この結果は第８図のグラフに曲線Ｂで示す通りである。
上記の結果から明らかな如く。
本発明によれば極めて簡単な方法により金属管の破断を
防止しながら、その内壁面に短辺側が開口した断面台形
状をなす条溝を成形することができると共に、このヒー
トパイプ用溝付き管から成形されたヒートパイプはその
吸熱部における熱流束が断面矩形状をなす条溝を形成し
た従来のヒートパイプに比べて約５０条向上し、優れた
伝熱性能を有するなど顕著な効果を有するものである。
防止しながら、その内壁面に短辺側が開口した断面台形
状をなす条溝を成形することができると共に、このヒー
トパイプ用溝付き管から成形されたヒートパイプはその
吸熱部における熱流束が断面矩形状をなす条溝を形成し
た従来のヒートパイプに比べて約５０条向上し、優れた
伝熱性能を有するなど顕著な効果を有するものである。
第１図は従来のヒートパイプ用溝付き管を示す断面図、
第２図は本発明に係るヒートパイプ用溝付き管を示す断
面図、第３図はヒートパイプの吸熱部における加熱温度
を変化させた場合の熱流束の変化の状態を示すグラフで
ある。 １・・・・・・金属管、２ａ 、 ２ｂ・・・・・・条
溝。
第２図は本発明に係るヒートパイプ用溝付き管を示す断
面図、第３図はヒートパイプの吸熱部における加熱温度
を変化させた場合の熱流束の変化の状態を示すグラフで
ある。 １・・・・・・金属管、２ａ 、 ２ｂ・・・・・・条
溝。
Claims (1)
- １ 金属管の内壁面に断面短形状をなす条溝を該金属管
の長手方向に沿って複数本形成した後、これを空引抽伸
して短辺側が開口した断面台形状の条溝を形成すること
を特徴とするヒートパイプ用溝付き管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51051756A JPS5840119B2 (ja) | 1976-05-07 | 1976-05-07 | ヒ−トパイプ用溝付き管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51051756A JPS5840119B2 (ja) | 1976-05-07 | 1976-05-07 | ヒ−トパイプ用溝付き管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52135449A JPS52135449A (en) | 1977-11-12 |
| JPS5840119B2 true JPS5840119B2 (ja) | 1983-09-03 |
Family
ID=12895771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51051756A Expired JPS5840119B2 (ja) | 1976-05-07 | 1976-05-07 | ヒ−トパイプ用溝付き管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840119B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4933071A (ja) * | 1972-08-01 | 1974-03-26 |
-
1976
- 1976-05-07 JP JP51051756A patent/JPS5840119B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4933071A (ja) * | 1972-08-01 | 1974-03-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52135449A (en) | 1977-11-12 |
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