JPS591991A - ヒ−トパイプ - Google Patents
ヒ−トパイプInfo
- Publication number
- JPS591991A JPS591991A JP10833382A JP10833382A JPS591991A JP S591991 A JPS591991 A JP S591991A JP 10833382 A JP10833382 A JP 10833382A JP 10833382 A JP10833382 A JP 10833382A JP S591991 A JPS591991 A JP S591991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- iron
- pipe
- heat
- heat pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はヒートパイプに関し、特に水を熱媒体として用
いるヒートパイプに関するものである。
いるヒートパイプに関するものである。
ヒートパイプは、第１図に示すように、パイプ状の密閉
容器１内に蒸発および凝縮を繰り返す性質の熱媒体２を
封入したものである。第１図は、高温流体６の流れるダ
ク）７Ａと低温流体５の流れるダク）’７Ｂにそれぞれ
ヒートパイプの蒸発部と凝縮部を位置させて構成した熱
交換器を示したものである。なお、３はダクト間の仕切
９である。
容器１内に蒸発および凝縮を繰り返す性質の熱媒体２を
封入したものである。第１図は、高温流体６の流れるダ
ク）７Ａと低温流体５の流れるダク）’７Ｂにそれぞれ
ヒートパイプの蒸発部と凝縮部を位置させて構成した熱
交換器を示したものである。なお、３はダクト間の仕切
９である。
また第２図は、ヒートパイプ（密閉容器）１の蒸発部を
加熱流体θ中に配置し、一方、凝縮部をボイラのスチー
ムドラム５の冷却流体５中に配置し九本のである。第１
図および第２図のいずれの構成においても、ヒートパイ
プｌの蒸発部の熱媒体２が加熱されて蒸発し、ヒートパ
イプの真空番中を上昇して凝縮部に達し、ここで冷却流
体にょシ冷却されて凝縮し、このように潜熱の移動を繰
返して加熱流体６から冷却流体５へ熱伝達が行なわれる
。この熱伝達には、密閉容器内が真空であることが必要
であり、真空度が高いほど蒸発が早く、熱伝達がよくな
る。
加熱流体θ中に配置し、一方、凝縮部をボイラのスチー
ムドラム５の冷却流体５中に配置し九本のである。第１
図および第２図のいずれの構成においても、ヒートパイ
プｌの蒸発部の熱媒体２が加熱されて蒸発し、ヒートパ
イプの真空番中を上昇して凝縮部に達し、ここで冷却流
体にょシ冷却されて凝縮し、このように潜熱の移動を繰
返して加熱流体６から冷却流体５へ熱伝達が行なわれる
。この熱伝達には、密閉容器内が真空であることが必要
であり、真空度が高いほど蒸発が早く、熱伝達がよくな
る。
このようなヒートパイプの容器材料としては、従来、銅
、ステンレス鋼鉄−銅クラツド材、ステンレス−銅クラ
ツド材、キュープロニッケルー銅クラツド材などの高級
材料が使用されているため、高価であるという欠点があ
る。
、ステンレス鋼鉄−銅クラツド材、ステンレス−銅クラ
ツド材、キュープロニッケルー銅クラツド材などの高級
材料が使用されているため、高価であるという欠点があ
る。
また熱媒体は、ヒートパイプの使用温度、材質等により
選定されるが、一般に水、アンモニア、フロン、アルコ
ール、アセトン、７レオン１１、ナトリウム、カリウム
などが用いられている。これらの熱媒体は、水を除き、
熱媒体そのものに危険性があり、封入作業、運転時の取
扱いを困難にしている。
選定されるが、一般に水、アンモニア、フロン、アルコ
ール、アセトン、７レオン１１、ナトリウム、カリウム
などが用いられている。これらの熱媒体は、水を除き、
熱媒体そのものに危険性があり、封入作業、運転時の取
扱いを困難にしている。
熱媒体として水を用いたヒートパイプは、上述のような
封入作業時の危険性がなく、取扱いが容易であるが、密
閉容器材料と−して安価な鉄（または鋼）を使用した場
合は、鉄と水との反応により非凝縮ガスである水素が発
生する。このため、密閉容器内の真空度が下がシ、加熱
部での熱媒体の蒸発が妨げられ、熱伝達速度が低下する
という問題がある。すなわち、第３図は、水１２を熱媒
体とした鉄製ヒートパイプ１番を示すが、水と鉄との反
応によって発生した非凝縮ガス（水素）１５がヒートパ
イプの凝縮部に滞留し、このため蒸気流９の速度が低下
し、極端な場合には熱伝達が全く行なわれなくなってし
まう。このため、従来、鉄を密閉容器材料として使用す
る場合は、熱媒体としてアンモニア、フロンなど、鉄と
反応しない媒体が用いられ、製作時の封入作業を困難、
危険なものにしていた。
封入作業時の危険性がなく、取扱いが容易であるが、密
閉容器材料と−して安価な鉄（または鋼）を使用した場
合は、鉄と水との反応により非凝縮ガスである水素が発
生する。このため、密閉容器内の真空度が下がシ、加熱
部での熱媒体の蒸発が妨げられ、熱伝達速度が低下する
という問題がある。すなわち、第３図は、水１２を熱媒
体とした鉄製ヒートパイプ１番を示すが、水と鉄との反
応によって発生した非凝縮ガス（水素）１５がヒートパ
イプの凝縮部に滞留し、このため蒸気流９の速度が低下
し、極端な場合には熱伝達が全く行なわれなくなってし
まう。このため、従来、鉄を密閉容器材料として使用す
る場合は、熱媒体としてアンモニア、フロンなど、鉄と
反応しない媒体が用いられ、製作時の封入作業を困難、
危険なものにしていた。
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、密閉容器材料と
して鉄を用い、これを媒体としたヒートプを提供するこ
とにある。
して鉄を用い、これを媒体としたヒートプを提供するこ
とにある。
本発明のヒートパイプは、内面に四三酸化鉄屑を形成し
た鉄製容器内に熱媒体として純水を封入してなることを
特徴とする。
た鉄製容器内に熱媒体として純水を封入してなることを
特徴とする。
本発明において、鉄製ヒートパイプ内に四三化鉄層を形
成するには、鋼管等の鉄製ヒートパイプ材料を空気中ｆ
高温加工または高温処理すればよいが、赤熱した鉄に水
蒸気を作用させてもよい。
成するには、鋼管等の鉄製ヒートパイプ材料を空気中ｆ
高温加工または高温処理すればよいが、赤熱した鉄に水
蒸気を作用させてもよい。
この四三化鉄層はいわゆる黒さびとして被膜状に形成さ
れ、一般の赤さびと区別される。従来の鉄製ヒートパイ
プの場合は、表面を清浄化するため、鋼管の内面を酸洗
し、酸化鉄を除去した後、ヒートパイプに組立てている
が、本発明の場合には酸洗せずに１鋼管等の製作時に既
に高温加工され、前記酸化層が形成されたものはそのま
ま使用し。
れ、一般の赤さびと区別される。従来の鉄製ヒートパイ
プの場合は、表面を清浄化するため、鋼管の内面を酸洗
し、酸化鉄を除去した後、ヒートパイプに組立てている
が、本発明の場合には酸洗せずに１鋼管等の製作時に既
に高温加工され、前記酸化層が形成されたものはそのま
ま使用し。
また高温加工されていたいものは例えば６００〜〒００
０以上に加熱して四三酸化鉄の酸化層を形成すればよい
。この四三酸化鉄層は化学的および熱的に安定であり、
例えばヒートパイプにフィンを溶接するため、ｓｏｏ’
ａ程度に加熱しても剥離しないことが分った。
０以上に加熱して四三酸化鉄の酸化層を形成すればよい
。この四三酸化鉄層は化学的および熱的に安定であり、
例えばヒートパイプにフィンを溶接するため、ｓｏｏ’
ａ程度に加熱しても剥離しないことが分った。
本発明において、ヒートパイプ内に封入する熱媒体とし
ては、塩素等の鉄と反応する物質を実質的に含まｋい純
水（例えば蒸留水、イオン交換処理水等）が適している
。
ては、塩素等の鉄と反応する物質を実質的に含まｋい純
水（例えば蒸留水、イオン交換処理水等）が適している
。
以下、本発明を図面によシさらに詳細に説明する。
第４図は、本発明のヒートノ（イブの一実施例を示す断
面図である。ヒートノ（イブ本体１本は熱加工後、酸洗
しない鋼管であり、その内面には黒色の四三酸化鉄の被
膜１〕が形成されている。鋼管の一端には封止管１１が
連結され、熱媒体として蒸留水１６が封入されている。
面図である。ヒートノ（イブ本体１本は熱加工後、酸洗
しない鋼管であり、その内面には黒色の四三酸化鉄の被
膜１〕が形成されている。鋼管の一端には封止管１１が
連結され、熱媒体として蒸留水１６が封入されている。
上記構成において、蒸留水の貯留するヒートツクイブの
蒸発部に加熱流体６が当ると、水が加熱蒸発し、蒸気流
９となって７（イブ内を上昇し、凝縮部で冷却流体５に
より冷却されて凝縮し、管壁を伝う液流１０となって下
降し、蒸発部の水１６に戻る。このように蒸発、凝縮を
繰り返して効率のよい熱伝達が行なわれる。
蒸発部に加熱流体６が当ると、水が加熱蒸発し、蒸気流
９となって７（イブ内を上昇し、凝縮部で冷却流体５に
より冷却されて凝縮し、管壁を伝う液流１０となって下
降し、蒸発部の水１６に戻る。このように蒸発、凝縮を
繰り返して効率のよい熱伝達が行なわれる。
上記実施例の効果を列挙すれば下記のようである。
（１）鉄と水との反応がほとんど起こらないので、ヒー
トパイプ中の非凝縮性ガスの発生が少なく、このため熱
伝達性が改善され、ヒートノ（イブの寿命を長くするこ
とができる。
トパイプ中の非凝縮性ガスの発生が少なく、このため熱
伝達性が改善され、ヒートノ（イブの寿命を長くするこ
とができる。
（２）水を熱媒体とすることによ沙、真空容器への封入
作業または異常時に熱媒体が噴出した時の危険を軽減す
ることができる。
作業または異常時に熱媒体が噴出した時の危険を軽減す
ることができる。
（３）密閉容器材料として炭素鋼、低合金鋼などの鉄を
使用することができるため、従来、水を熱媒体とする場
合に用いられていた高価な銅または銅との各種クラツド
材と比較して材料費を１／１０〜１１５に低減すること
ができる。
使用することができるため、従来、水を熱媒体とする場
合に用いられていた高価な銅または銅との各種クラツド
材と比較して材料費を１／１０〜１１５に低減すること
ができる。
（４）鉄材料を用いるため、容器の製作が容易であり、
また熱媒体である水の封入、取扱いも簡単である。
また熱媒体である水の封入、取扱いも簡単である。
従ってヒートパイプを利用した熱交換器の設置費を低減
することができ、ボイラー、工業用炉などの各種機器の
廃熱回収の範囲を広クシ、省エネルギーに大いに寄与す
ることができる。例えば第１図ま九は第２図に示される
ような熱交換器が安価に製作され、従来の熱交換器では
利用されずに捨てられていた低温度（５０〜２００゛０
）ガスの熱も有効に回収できるようＫなる。
することができ、ボイラー、工業用炉などの各種機器の
廃熱回収の範囲を広クシ、省エネルギーに大いに寄与す
ることができる。例えば第１図ま九は第２図に示される
ような熱交換器が安価に製作され、従来の熱交換器では
利用されずに捨てられていた低温度（５０〜２００゛０
）ガスの熱も有効に回収できるようＫなる。
々お、ヒートパイプには、使用中に発生したガスを適時
除去する再生式のものがあるが、本発明はとのような場
合にも適用可能であり、このようにしてヒートパイプの
再生間隔を長くシ、関係機器の停止回数を少なくするこ
とができる。
除去する再生式のものがあるが、本発明はとのような場
合にも適用可能であり、このようにしてヒートパイプの
再生間隔を長くシ、関係機器の停止回数を少なくするこ
とができる。
以上、本発明によれば、ヒートパイプの材質として鉄、
熱媒体として水を用い、パイプ内面に安定な鉄酸化被膜
を形成したことにより、非凝縮性ガスである水素ガスの
発生がほとんどなく、長期間良好外所定の熱伝達性能を
維持することができ、また密閉容器材料に安価外鉄材を
使用することにより銅または銅を内面としたクラツド鋼
に比較して非常に安価にヒートパイプを製造することが
できる。このことは、ヒートパイプの各種産業設備への
適用範囲を飛躍的に拡大することＫなシ、その省エネル
ギー的な価値は大なるものがある。
熱媒体として水を用い、パイプ内面に安定な鉄酸化被膜
を形成したことにより、非凝縮性ガスである水素ガスの
発生がほとんどなく、長期間良好外所定の熱伝達性能を
維持することができ、また密閉容器材料に安価外鉄材を
使用することにより銅または銅を内面としたクラツド鋼
に比較して非常に安価にヒートパイプを製造することが
できる。このことは、ヒートパイプの各種産業設備への
適用範囲を飛躍的に拡大することＫなシ、その省エネル
ギー的な価値は大なるものがある。
第１図および第２図は、それぞれ熱交換器およびボイラ
にヒートノ（イブを適用した例を示す断面図、第３図は
、従来の典型的なヒートツクイブの断面図、第４図は、
本発明の一実施例を示すヒートパイプの断面図である。 ５・・・・・・冷却流体、６・・・・・・加熱流体、９
・・・・・・蒸気流、１０・・・・・・液流、１１・・
・・・・封止管、１番・・・・・・鉄製容器、１１・・
・・・・酸化層。 代理人 弁理士 川 北 武 長
にヒートノ（イブを適用した例を示す断面図、第３図は
、従来の典型的なヒートツクイブの断面図、第４図は、
本発明の一実施例を示すヒートパイプの断面図である。 ５・・・・・・冷却流体、６・・・・・・加熱流体、９
・・・・・・蒸気流、１０・・・・・・液流、１１・・
・・・・封止管、１番・・・・・・鉄製容器、１１・・
・・・・酸化層。 代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (1)
- （１）内面に四三酸化鉄屑を形成した鉄製容器内に熱媒
体として純水を封入し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 |
|---|---|---|---|
| JP10833382A JPS591991A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | ヒ−トパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10833382A JPS591991A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | ヒ−トパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591991A true JPS591991A (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=14482030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10833382A Pending JPS591991A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | ヒ−トパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591991A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618594A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Fujikura Ltd | ヒ−トパイプの内面の防食処理方法 |
| EP1053738A2 (en) | 1999-05-20 | 2000-11-22 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Solid preparation filling Apparatus |
| JP2019082264A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | 古河電気工業株式会社 | ベーパーチャンバ |
| US10790255B2 (en) | 2018-09-27 | 2020-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fan-out semiconductor package |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151883A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Hitachi Ltd | Heat pipe |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP10833382A patent/JPS591991A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151883A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Hitachi Ltd | Heat pipe |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618594A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Fujikura Ltd | ヒ−トパイプの内面の防食処理方法 |
| JPH059719B2 (ja) * | 1984-06-25 | 1993-02-05 | Fujikura Kk | |
| EP1053738A2 (en) | 1999-05-20 | 2000-11-22 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Solid preparation filling Apparatus |
| JP2019082264A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | 古河電気工業株式会社 | ベーパーチャンバ |
| US10790255B2 (en) | 2018-09-27 | 2020-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fan-out semiconductor package |
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