JPS601552B2 - 回転式熱交換器用ヒ−トパイプ - Google Patents

回転式熱交換器用ヒ−トパイプ

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JPS601552B2
JPS601552B2 JP11845881A JP11845881A JPS601552B2 JP S601552 B2 JPS601552 B2 JP S601552B2 JP 11845881 A JP11845881 A JP 11845881A JP 11845881 A JP11845881 A JP 11845881A JP S601552 B2 JPS601552 B2 JP S601552B2
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JP
Japan
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heat pipe
groove
heat
pipe
grooves
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JP11845881A
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JPS5819691A (ja
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潤 贄川
厚二 松本
達也 小泉
啓司 長谷川
博太郎 金子
行生 溝口
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/04Heat-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 with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046Heat-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 with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転式熱交換器用ヒートパイプに関するもの
で、特に速い公転速度において、管内面にほぼ均一に作
動液を保持し得るようにしたものである。
ヒートパイプ回転式熱交換器は、第1図に示すように高
温室1と低温室2を仕切る回転円板3に、該円板3を貫
通して回転軸4と平行又は若干額斜させて多数のヒート
パイプ5を並設したもので、回転軸4を中心にヒートパ
イプ5を公転させることにより、ヒートパイプ5の内外
における熱輸送力を向上せしめ、同時に公転によるファ
ン効果を持たせたもので、ヒートパイプ静瞳式熱交換器
に比較し、伝熱効率及び容量を向上せしめたものである
尚図において6は高温流体の入口、7は同出口「 8は
低温流体の入口、9は同出口を示す。従来ヒートパイプ
は、両端を密封した管状体内に作動液を封入したもので
、管内面に細緑又は発泡金属を取付けるか或は微細な溝
を形成して、伝熱面積の増大を計ると共に作動液の蒸発
、凝縮を促進させている。
しかしながら回転式熱交換器用ヒートパイプの内部構造
については、全く検討されておらず、前記ヒートパイプ
を第2図に示すように回転軸4を中心に矢印方向に公転
させると、公転速度の増加と共にヒートパイプ5内の作
動液10は遠心力により公転の外側方向に押し付けられ
、その結果作動液10が一方向にかたよるため、ヒ−ト
パィプ5の伝熱面が有効に作用せず、伝熱特性が低下す
る欠点があった。本発明はこれに鑑み、種々検討の結果
、速い公転速度においても作動液を管内面にほぼ均一に
保持し得る回転式熱交換器用ヒートパイプを開発したも
ので、高温室と低温室を仕切る回転円板に、該円板を貫
通して回転軸と平行又は若干傾けて装着し、公転させる
ヒートパイプにおいて、ヒートパイプの内壁軸方向に、
ヒートパイプの外径をD肌、溝数をN個、溝中をW肋、
溝深さをH帆とすると、藩中1.5肌以下、溝深さ0.
2肋以上で、H/W21.0N/D21.0となる溝を
多数形成したことを特徴とするものである。
これを図面を用いて詳細に説明する。第3図は本発明ヒ
ートパイプの一例を示す断面図で、図に示すようにヒー
トパイプ5の内壁軸方向に多数の溝11を形成したもの
で、溝11はヒートパイプ5の外径ををD肋、溝数をN
個、溝中をW血、溝深さをH肋とすると、溝中Wが1.
5肌以下、溝深さ日が0.2側以上で、H/W21.0
、N/DZI.0とすることにより、速い公転速度の遠
心力を受けても、溝11内に作動液を保持させ、伝熱面
積の減少を防止し得たものである。
ここで海中Wを1.5側以下、溝深さ日を0.2肋以上
としたのは、藩中Wが1.5脚を越えても、また溝深さ
日が0.2肌未満でも作動液の保持能力を著しく低下し
、ヒートパイプ5の伝熱特性が低下するためである。ま
たH/W≧1.0、N/D≧1.0としたのは、溝中W
、溝深さ日、溝数N‘ま作動液の保持能力に大きく影響
し、溝深さ日は深い方が有効で、浅くても藩中Wより深
くする必要がある。また溝数N‘ま外雀Dの大きさに伴
って増大する必要があり、作動液の保持能力を高めるに
は、ある数以上の溝数Nを確保する必要がある。しかし
てHノWの比が1.氏未満でも、N/Dの比が1.氏未
満でも作動液の保持能力が低下し、ヒートパイプ5の伝
熱特性が低下するためである。例えば、D=25.4肋
の場合にNは2餅固以上が望ましく、これ以下の溝数N
では作動液の保持量が減るため、全体として作動能力が
劣り、伝熱性が低下する。このような溝11をヒートパ
イプ5の少なくとも蒸発側内面に形成することによりヒ
ートパイプ5の公転による遠心力を受けても、蒸発側内
面にほぼ均一に作動液を保持し、ヒートパイプの限界熱
輸送量を大中に増大させることができる。以上ヒートパ
イプの内壁軸方向に断面方形状の溝を形成した例につい
て説明したが、これに限るものではなく、公転時に作動
液を保持し得るものであればよく、第4図に示すように
断面三角形状の溝11でもよい。また第5図イ,ホに示
すように溝11の閉口部bの中を溝11の内部又は底部
の中aより狭くすれば、より有効に作動液を保持するこ
とができる。以下本発明の実施例について説明する。
実施例 {1} 第1表に示す寸法の内面軸方向に第3図に示す断面形状
の溝を形成した本発明ヒートパイプIA、第4図に示す
断面形状の溝を形成した本発明ヒートパイプ2A、第3
図に示す断面形状の溝深さが0.2側より浅い比較ヒー
トパイプIB及び従釆のヒートパイプCを作成し、これ
を第1図に示す回転式熱交換器に取付けて最大熱輸送量
を測定した。
その結果を第6図に示す。図は横軸に回転数、横軸にヒ
ートパイプの最大熱輸送量QNと回転数が零の場合の最
大熱輸送量Qoの比を表わして示したもので、図から判
るように従来のヒートパイプC及び溝深さが0.2柳よ
り浅い比較ヒートパイプIBでは最大熱輸送量の増大が
あまり望めないのに対し、本発明ヒートパイプIA,2
Aでは速い公転速度においても作動液を均一に保持し、
回転式熱交換器の最大熱輸送量を著しく向上している。
第1表 ヒートパイ プ別 修 藩 中を■ 溝珠さ■.
あ 溝 数(N)直 径■■ 長 さ物■本発明ヒート
パイプ IA O.3 0.3
80 19.0 3,000II
2A O.3 0.3
80 19.0 3,000比較ヒ
ートパイプ IB O.3 0.15
15 19.U 3,000従氷ヒー
トパイプ C
I9.0 3,000実施例【2}第2表に
示す寸法の内面軸方向に第3図に示す断面形状の溝を形
成した本発明ヒートパイプ3A、第3図に示す断面形状
の溝中が1.5肋より広い比較ヒートパイプ2B及び溝
深さが0.2肋より浅い比較ヒートパイプ3Bを作成し
、実施例{1)と同様にして最大熱輸送量を測定した。
その結果を第7図に示す。。図は機構に回転数、縦麹に
回転時の熱伝達率Kiと零回転時の熱伝達率Koの比を
表わして示したもので、図から判るように本発明ヒート
パイプ3Aは回転によりあまり熱伝達率が低下しないの
に対し、比較ヒートパイプ2B及び3Bでは回転により
熱伝達率の低下が著しい。
第2表 ヒートパイ プ別 豚 溝 中■参 溝深さ ■
Z 溝 数川)直 径■′ 長 さ■.あ本発明ヒート
パイプ 3A O.5 0.5
24 19.0 3,000比較ヒートパイ
プ 2B 17 05 24
19.0 3,0003B 05
0.1 24 19.0
3,000実施例 t3’3図に示す断面形状の溝
(中1柳、深さ1柳)を内面軸方向に第3表に示す数だ
け設けた長さ3000肌のヒートパイプを作成し、実施
例■と同様にして最大熱輸送量を測定した。
その結果を第8図に示す。図は第7図と同様に横軸に回
転数、縦軸に熱伝達率の比を表わして示したもので、図
から判るように溝数と管外径の比が1より大きい本発明
ヒートパイプ4Aは回転によりあまり熱伝達率が低下し
ないのに対し、溝数と管外径の比が1より小さい比較ヒ
ートパイプ4Cでは回転により熱伝達率の低下が著しい
第3表 的ふイブ 豚 有款 翰弁 慶岸 本 発 明 4A 7o 25.4 27
ヒートパイプ比 較 4C 2o 25
.4 0.8ヒートパイプこのように本発明ヒート
パイプは、回転式熱交換器に使用し、速い公転速度にお
いて作動液を確実に保持し、回転式熱交換器の伝熱特性
を著しく向上し得る顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はヒートパイプ回転熱交換器の一例を示す説明図
、第2図は公転するとヒートパイプの作動液の片よりを
示す断面図、第3図は本発明ヒ−トパィプの一例を示す
断面図、第4図は本発明ヒートパイプの他の一例を示す
断面図、第5図イ,ニはそれぞれ本発明ヒートパイプの
更に他の一例を示す断面図、第6図〜第8図はそれぞれ
本発明ヒートパイプと従来のヒ・‐トパィプの最大熱輸
送量を示す説明図である。 1・・・高温室、2・・・低温室、3・・・回転円板、
4…回転軸、5・・・ヒートパイプ、10・・・作動液
、11・・・溝。 第1図 第2図 第3図, 第4図 第5図 第6図 第7図 倉幕8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高温室と低温室を仕切る回転円板に、該円板を貫通
    し、回転軸と平行又は若干傾けて装着して公転するヒー
    トパイプにおいて、該パイプの内壁軸方向にパイプの外
    径をDmm、溝数をN個、溝巾をWmm、溝深さをHm
    mとすると、溝巾1.5mm以下、溝深さ0.2mm以
    上でH/W≧1.0、N/D≧1.0となる溝を多数形
    成したことを特徴とする回転式熱交換器用ヒートパイプ
    。 2 溝の断面形状を矩形又は三角形状とする特許請求の
    範囲第1項記載の回転式熱交換器用ヒートパイプ。 3 溝開口部の巾を溝内部又は底部の巾より狭くする特
    許請求の範囲第1項記載の回転式熱交換器用ヒートパイ
    プ。
JP11845881A 1981-07-30 1981-07-30 回転式熱交換器用ヒ−トパイプ Expired JPS601552B2 (ja)

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JP11845881A JPS601552B2 (ja) 1981-07-30 1981-07-30 回転式熱交換器用ヒ−トパイプ

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JPS5819691A JPS5819691A (ja) 1983-02-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4640344A (en) * 1986-03-04 1987-02-03 Manco Corporation Self-cleaning, rotary heat exchanger
US5123479A (en) * 1991-07-11 1992-06-23 Conserve Resources, Inc. Rotary heat exchanger of improved effectiveness
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US9272777B2 (en) 2012-10-26 2016-03-01 Textron Innovations Inc. Helicopter gearbox auxiliary cooling system
JP6089721B2 (ja) * 2013-01-23 2017-03-08 アイシン精機株式会社 吸収式ヒートポンプ装置

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