JPS6122193A

JPS6122193A - 長尺ヒ−トパイプ

Info

Publication number: JPS6122193A
Application number: JP14017684A
Authority: JP
Inventors: Susumu Saito; 進斉藤; Seiji Tazaki; 田崎　清司
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1986-01-30

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は長尺ヒートパイプ、特に、地熱利用による道
路等の融雪、路面凍結防止、あるいは地上の冷熱を地中
に輸送しての土壌蓄冷等に使用される長尺ヒートパイプ
に関する。

（従来の技術）最近、ヒートパイプを地中深く埋設して、地熱利用相よ
る道路融雪や路面凍結防止、あるいは地上の冷熱を地中
へ輸送しての土壌蓄冷等を行う技術が注目されている。

この種の技術では、利用対象である地下熱源、蓄冷対象
である土壌等が地中深く位置する場合が多いことから、
必然的に長尺のヒートパイプを必要とする。

かかるヒートパイプとしては、従来、それ自体長尺の一
体ものが使用されていたが、運搬上の取扱い、施工現場
での地中への埋設作業等が実に厄介であるというような
欠点があった。

そこで、かかる不都合をなくすため、一部では、短尺柱
状のヒートパイプ単位を、その長さ方向端部をつき合わ
せ接触させることにより直列型に順次接続し、もって長
尺ヒートパイプを形成することが行われている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、かかる長尺ヒートパイプにおいては、ヒ
ートパイプ単位相互が端面を介してのみ接合されるもの
であるため、接合面積が小さく、従って伝熱抵抗が大き
いという本質的に不可避な問題を有しており、このため
接続部における熱伝達効率ひいてはヒートパイプ全体の
熱輸送効率が概して良（ないという欠点がある。

もつとも、熱伝達効率を良くするため、例えば実開昭５
６−１７３８７０号にみられるように、ヒートパイプ単
位の接合部周辺をさらに別のヒートパイプで外嵌し、凝
縮部周壁から外側へ放出される熱を次段のヒートパイプ
単位の蒸発部へ間接的に有効に伝達することも考えられ
てはいるが、それでも尚充分な熱輸送効率を期持し得る
ものではなかった。

この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので
あって、複数本のヒートバイブ単位に分割製作し得るも
のでありながらも、熱輸送効率の良好な長尺ヒートパイ
プを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するために、この発明は、ヒートパイプ
単位として１柱状のものを用いた場合、ヒートパイプ単
位相互の接合面積の拡大に限界がある点を考慮し、ヒー
トバイブ単位としてそれ自体熱輸送効率の優れた無端ル
ープ状ヒートパイプを用いると共に、該ヒートパイプ単
位の蒸発部側と凝縮部側に直管部を形成して該直管部相
互を熱的に良好な密接伝熱状態に連結することにより、
ヒートパイプ単位相互間の伝熱有効面積を拡大し、接続
部の伝熱抵抗を小さくしたことを特徴としている。

即ち、この発明は、管体が無端ループ状に形成されると
共に、管体の蒸発部側と凝縮部側とに対向して直管部が
形成された複数個のヒートバイブ単位が、前記直管部を
直接にまたは熱伝導部材を介して密接状かつ平行状に接
合されることにより順次接続されてなることを特徴とす
る長尺ヒートパイプを要旨とするものである。

（実施例）以下この発明の構成を図示実施例について説明する。

第１図は、地上側から冷熱を地下土壌へと輸送する場合
の実施例を示している。図において、（Ｇ）は土壌、（
Ｈ）’は本発明に係るヒートパイプであり、該ヒートパ
イプ（Ｈ）は、複数個のヒートバイブ単位（１）（１）
・・・が熱伝導部材（２＞（２）・・・を介して順次接
続されてなるものである。

各ヒートバイブ単位（１）は、第２図に示すように、無
端ループ状に形成されると共に、管体の蒸発部（１１）
側と凝縮部（１２）側とに対向して直管部＜１３）　　
（１４）が形成されたものとなされている。さらに上下
の直管部（１３）　　（１４）を結ぶ一側部が然気圧送
部（１５）、他側部が作動液還流部（１６）となされ、
作動液還流部（１６）内には作動液還流用ウィック（１
７）が充満状態に装填されている。尚（１８）は作動液
貯蔵部、（１９）は作動液である。而して、このような
無端ループ状ヒートパイプでは、蒸発部（１１）で蒸発
した作動液の蒸気は蒸気圧送部（１５）を経て凝縮部（
１２）で凝縮復液し、還流部（１６）を経て作動液貯蔵
部（１８）へ帰還することとなるため、蒸気の流れと復
液作動液の帰還流れとが互いに別々の部分で一方向に流
れるものとなり、それらが相互に干渉し合うことがなく
、柱状のヒートパイプ単位に較べて熱輸送能力が優れる
ものである。もちろん、この発明において、上記ウィッ
ク（１７）の装填は必ずしも必要とするものではない。

前記熱伝導部材（２）は、ヒートバイブ単位（１〉を連
結する連結具を兼ねるものであり、ヒートパイプ単位（
１）の直管部（１３）　　（１４）の長さよりも僅かに
短尺に形成されると共に、その形状は第３図に示すよう
に、断面略Ｃ字状の２個の嵌合部（２１）　　（２１）
を背合状態で一体化した形状を有するものとなされてい
る。そして、一方の嵌合部（２１）にヒートパイプ単位
（１）の直管部（１３）が他方の嵌合部（２１）に次段
のヒートパイプ単位（１）の直管部（１４）がそれぞれ
強制嵌合され、これにより直管部（１３）と（１４）と
が平行状にかつ熱伝導部材（２）を介して密接状に連結
されたものとなされている。熱伝導部材（２）は、その
材質として、熱伝導性の良いＡρ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属
材料が用いられ、該材料の押出しあるいは溶接組立等に
より製作されるものである。尚、ヒートバイブ単位相互
の一体的な連結状態は熱伝導部材（２）により充分に確
保されるものであるが、要すれば更に、第４図及び第５
図に示すように帯状バンド、針金等の締結部材（３）を
巻いて接続部をより強固に締結固定するものとしても良
い。

尚、図中（４）は最上段のヒートバイブ単位（１）の直
管部（１４）に取着された冷熱供給用のフィンである。

第１図に示される装置において、フィン（４）に冷熱（
Ｑ）を供給すると最上段のヒートパイプ単位（１）の凝
縮部（１２）において作動液蒸気が凝縮復液し、還流部
（１６）を経て作動流体貯蔵部（１８）へ帰還し放熱す
る。放熱された熱は直管部（１３）に伝達された後、熱
伝導部材（２）へ、さらに次段のヒートパイプ単位（１
）の直管部（１４）へと伝達される。直管部（１３）と
（１４）は熱伝導部杼（２）を介して長さ方向に広範囲
にわたって接合一体化されているため、直管部（１３）
から次段の直管部（１４）へと多量の冷熱が直接的に効
率良く伝達される。

次段のヒートパイプ単位（１）へ輸送された冷熱は同様
の作用によりさらに下方のヒートパイプ単位へと順次輸
送される。こうして最下段のヒートパイプ単位（１）へ
輸送された冷熱は、直管部（１３）から土壌（Ｇ）内へ
と放出される。

尚、上記実施例では、地上側から冷熱を地下土壌へと供
給する場合を示したが、融雪用等のように地下熱を地表
へと伝達する使用態様であっても上記作用に差異を生じ
るものではない。

第６図及び第７図はこの発明の他の実施例を示すもので
あり、ヒートパイプ単位（１）相互の蒸気圧送部（１５
）及び作動液還流部（１６）どうしが断面略Ｃ字状の連
結部材（５）を介して嵌合連結されると共に、その外周
に締着部材（６）が巻かれてなるものである。かかる構
成にすることによって、ヒートパイプ単位相互のねじれ
を防止し、全体として単一平面的にまっすぐな状態に確
実に保持可能な長尺ヒートバイブを提供することができ
る。

以上の実施例においては、ヒートパイプ単位（１）を熱
伝導部材（２）を介して接合一体化する場合を示したが
、熱伝導部材（２）を用いることなく、直管部（１３）
と（１４）とを接着剤、溶接等により直接接合しても良
く、さらには、第８図に示すように直管部（１３）　　
（１４）を直接接触させた状態で針金、ホースバンド等
の締着部材（７）を巻いて締結し、相互を一体的に連結
するものとしても良い。かかる場合、第８図に見られる
ように直管部（１３）　　（１４）の接触部分を平坦面
（１３ａ　）　　（１４ａ　）に形成することに　　・
より、相互の接触面積を大き（し、熱伝達効率の一層の
向上をはかるものと５することが望ましい。

（発明の効果）以上説明したように、この発明は、ヒートパイプ単位と
して無端ループ状ヒートバイブを用いると共に、該ヒー
トパイプ単位の蒸発部側と凝縮部側に対向して直管部を
形成し、直管部相互を直接にまたは熱伝導部材を介して
密接状かつ平行状に接合したことにより、従来の柱状の
ヒートバイブに較べてヒートバイブ単位自体の熱輸送効
率を向上し得るのみならず、ヒートパイプ単位の接続部
の接合面積を拡大し得て伝熱抵抗を低減し得る結果、接
続部の熱伝達効率ひいては全体としての熱輸送効率の優
れた長尺ヒートバイブとなし得る。もとよりヒートバイ
ブを短尺のヒートパイプ単位により構成する点に変わり
はないから、運搬、埋設作業時における取扱い上の利便
等を何ら妨げるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は地上から冷熱を地下土壌へと輸送する場合の
適用例を示す正面図、第２図はヒートパイプ単位の縦断
面図、第３図は第１図における■−■線断面図、第４図
ないし第８図はこの発明の他の実施例を示すもので、第
４図は第１図におけるヒートパイプ単位の接合部に締着
部材を取着した場合の実施例を示す接合部の正面図、第
５図は第４図におけるｖ−ｖ線断面図、第６図はヒート
パイプ・単位の蒸気圧送部と作動液還流部どうしを連結
した場合の実施例を示す接合部の正面図、第７図は第６
図における■−■線断面図、第８図は直管部を締着部材
を用いて締結接合した場合の実施例を示す接合部の断面
図である。（Ｈ）・・・ヒートパイプ、（１）・・・ヒートパイプ
単位、（２）・・・熱伝導性部材、（１１）・・・蒸発
部、（１２）・・・凝縮部。以　　上第１図

Claims

【特許請求の範囲】

管体が無端ループ状に形成されると共に、該管体の蒸発
部側と凝縮部側とに対向して直管部が形成された複数個
のヒートパイプ単位が、前記直管部を直接にまたは熱伝
導部材を介して平行状に密接して順次接続されてなるこ
とを特徴とする長尺ヒートパイプ。