JPS62206382A - ヒ−トパイプ - Google Patents
ヒ−トパイプInfo
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- JPS62206382A JPS62206382A JP61048794A JP4879486A JPS62206382A JP S62206382 A JPS62206382 A JP S62206382A JP 61048794 A JP61048794 A JP 61048794A JP 4879486 A JP4879486 A JP 4879486A JP S62206382 A JPS62206382 A JP S62206382A
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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
- F28D15/04—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 with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—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 with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、例えば空調用の熱交換器の蒸発管や凝縮管、
あるいは道路の融雪装置などにおける伝熱体として使用
されるヒートパイプに関し、特に、製造コストが安く、
伝熱特性が優れたヒートパイプに関する。
あるいは道路の融雪装置などにおける伝熱体として使用
されるヒートパイプに関し、特に、製造コストが安く、
伝熱特性が優れたヒートパイプに関する。
［従来の技術］
ヒートパイプは、減圧したパイプの内部に水またはアル
コールなどの液体を入れ、一方を加熱すると液体が沸騰
して蒸気になり他方へ流れ、そこで放熱して液体となり
、毛細管現象により液体が加熱部に戻るように構成され
ており、上記毛細管現象を起こすためにパイプの内面に
ウィックと呼ばれる構造体が形成されており、このウィ
ックとしては溝を形成したものが知られている。このよ
うな溝付ヒートパイプは、通常、転造法などにより製造
されている。
コールなどの液体を入れ、一方を加熱すると液体が沸騰
して蒸気になり他方へ流れ、そこで放熱して液体となり
、毛細管現象により液体が加熱部に戻るように構成され
ており、上記毛細管現象を起こすためにパイプの内面に
ウィックと呼ばれる構造体が形成されており、このウィ
ックとしては溝を形成したものが知られている。このよ
うな溝付ヒートパイプは、通常、転造法などにより製造
されている。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、一般に上記のような内部の媒体と外部の媒体
との熱交換を行わせるための伝熱管において、その伝熱
効率を上げるためには、（１）伝熱面積を大きくする。
との熱交換を行わせるための伝熱管において、その伝熱
効率を上げるためには、（１）伝熱面積を大きくする。
（２）毛細管現象を起こしやすくする。
（３）核沸騰を起こしやすくする。
ことが有効とされているが、上記のような溝付ヒートパ
イプにおいては、上記の伝熱効率を上げる方法のうち、
最も効果の高い核沸騰現象を利用しておらず、また、転
造工具の製作技術上及び転造の技術上から、管体の内径
、螺旋溝の条数やねじれの角度に制限があることなどの
理由により、通常ノ溝無しヒートパイプと比べても熱特
性値が１゜２〜１．５倍程度にしかならなず、性能が不
充分であった。また、製造において、転造工具と管内面
の摩擦力が大きいため、大きな加圧力を必要とし、従っ
て大規模な装置を必要とするとともに、工具の寿命が短
くなって、製作コストが高くなるという問題点があった
。
イプにおいては、上記の伝熱効率を上げる方法のうち、
最も効果の高い核沸騰現象を利用しておらず、また、転
造工具の製作技術上及び転造の技術上から、管体の内径
、螺旋溝の条数やねじれの角度に制限があることなどの
理由により、通常ノ溝無しヒートパイプと比べても熱特
性値が１゜２〜１．５倍程度にしかならなず、性能が不
充分であった。また、製造において、転造工具と管内面
の摩擦力が大きいため、大きな加圧力を必要とし、従っ
て大規模な装置を必要とするとともに、工具の寿命が短
くなって、製作コストが高くなるという問題点があった
。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記のような問題点を解決するために、金属
製管体の内表面に、樹枝状または粒状の金属からなる多
孔質層ウィックを形成してヒートパイプを構成したもの
である。
製管体の内表面に、樹枝状または粒状の金属からなる多
孔質層ウィックを形成してヒートパイプを構成したもの
である。
［作用コ
このようなヒートパイプにおいては、多孔質層が、
（ｉ）伝熱面積を増加させ、
（ｉｉ）核沸騰のための気泡発生の核生成を促して沸騰
を促進きせ、 （ｉｉｉ）毛細管現象を促進させる ことにより、ヒートパイプの熱輸送能力を向上させる。
を促進きせ、 （ｉｉｉ）毛細管現象を促進させる ことにより、ヒートパイプの熱輸送能力を向上させる。
このため、本発明のヒートパイプは熱源の位置によらず
、希望とする方向に効率よく熱輸送を行わしめる。
、希望とする方向に効率よく熱輸送を行わしめる。
［実施例コ
以下、本発明のヒートパイプについての実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
（第１実施例）
第１図は、本発明の第１実施例の銅製のヒートパイプの
断面の形状を示すものである。このヒートパイプは、管
長３００ｍ＋ａ、外径９．５２ｍｍ、肉厚０．３Ｏｎ＋
ｍの鋼管（管体）の内面に、第２図のような鍍金装置Ａ
を用いて、電気鍍金を行って製造したものである。以下
、この装置及び方法について第２図により述べる。
断面の形状を示すものである。このヒートパイプは、管
長３００ｍ＋ａ、外径９．５２ｍｍ、肉厚０．３Ｏｎ＋
ｍの鋼管（管体）の内面に、第２図のような鍍金装置Ａ
を用いて、電気鍍金を行って製造したものである。以下
、この装置及び方法について第２図により述べる。
まず、銅管ｌの内面にシリコンオイルをエタノールで３
倍に希釈したものを塗布し、その後エタノールを蒸発さ
せてシリコンオイルからなる疎水性の薄膜２を形成した
。
倍に希釈したものを塗布し、その後エタノールを蒸発さ
せてシリコンオイルからなる疎水性の薄膜２を形成した
。
鍍金装置Ａは、銅製のワイヤ３を銅管１の軸上に張力を
かけて張り渡し、ワイヤ３の周囲に絶縁性のスペーサ４
を適当な間隔で設け、硫酸銅鍍金液（硫酸銅２００ｇ／
１２、硫酸５０ｇ／２）を貯留する貯槽５と、この鍍金
液を銅管ｌに流すケミカルポンプ６とを設けたもので、
この貯槽５で鍍金により減少した銅イオンに見合う量の
塩基性炭酸銅を補充して、循環使用するようにしている
。
かけて張り渡し、ワイヤ３の周囲に絶縁性のスペーサ４
を適当な間隔で設け、硫酸銅鍍金液（硫酸銅２００ｇ／
１２、硫酸５０ｇ／２）を貯留する貯槽５と、この鍍金
液を銅管ｌに流すケミカルポンプ６とを設けたもので、
この貯槽５で鍍金により減少した銅イオンに見合う量の
塩基性炭酸銅を補充して、循環使用するようにしている
。
そして銅管１内に鍍金液を循環させながら、鍍金液の温
度３０℃、陰極電流密度１７Ａ／ｄａ”、陽極電流密度
３１０Ａ／ｄｍ”、鍍金液の流速１．５ｍ／ｓの条件下
で１５分間鍍金を施し、鍍金厚さ５０μの多孔質層を得
た。このように製作した銅管ｌの内部に、作動液として
水を封入してヒートパイプＨとした。
度３０℃、陰極電流密度１７Ａ／ｄａ”、陽極電流密度
３１０Ａ／ｄｍ”、鍍金液の流速１．５ｍ／ｓの条件下
で１５分間鍍金を施し、鍍金厚さ５０μの多孔質層を得
た。このように製作した銅管ｌの内部に、作動液として
水を封入してヒートパイプＨとした。
（第２実施例）
第１実施例と同径、同長の鋼管の内面に転造により螺旋
溝を形成し、この鋼管の内面に第１実施例と同様の前処
理をして同様の条件で鍍金を行い、第３図に示すような
多孔質層を得、この鋼管よりヒートパイプを製造した。
溝を形成し、この鋼管の内面に第１実施例と同様の前処
理をして同様の条件で鍍金を行い、第３図に示すような
多孔質層を得、この鋼管よりヒートパイプを製造した。
（第３実施例）
第１実施例と同一の素材について、同一の前処理を施し
、鍍金条件を、陰極電流密度２７Ａ／ｄ＋ａ’、陽極電
流密度５００Ａ／ｄｆｆｌ”、鍍金液の移動速度１．５
ｍ／ｓとして１０分間鍍金を施し、第４図のような樹枝
状の多孔質層を得、この鋼管よりヒートパイプを製造し
た。
、鍍金条件を、陰極電流密度２７Ａ／ｄ＋ａ’、陽極電
流密度５００Ａ／ｄｆｆｌ”、鍍金液の移動速度１．５
ｍ／ｓとして１０分間鍍金を施し、第４図のような樹枝
状の多孔質層を得、この鋼管よりヒートパイプを製造し
た。
（測定結果）
これらのヒートパイプＨについて、第５図に示すような
試験装置Ｂにより熱輸送量を測定した。
試験装置Ｂにより熱輸送量を測定した。
この試験装置Ｂは、ヒートパイプＨの一端に加熱用のヒ
ータ７を、他端に冷却用のウォータージャケット８を設
け、その間に温度測定用の熱電対９・・・をこのヒート
パイプＨの表面に適宜取り付けて構成されている。試験
は、表面温度をほぼ１００°Ｃに保つようにヒータ７へ
の電力量及びウォータージャケット８へ流す水量を調整
しながら行い、ウォータージャケット８の水の入口８ａ
と出口８ｂにおける温度差から、熱輸送量を計算した。
ータ７を、他端に冷却用のウォータージャケット８を設
け、その間に温度測定用の熱電対９・・・をこのヒート
パイプＨの表面に適宜取り付けて構成されている。試験
は、表面温度をほぼ１００°Ｃに保つようにヒータ７へ
の電力量及びウォータージャケット８へ流す水量を調整
しながら行い、ウォータージャケット８の水の入口８ａ
と出口８ｂにおける温度差から、熱輸送量を計算した。
第１実施例ないし第３実施例のヒートパイプ及び比較例
として各実施例と同径同長の未加工鋼管から製造したヒ
ートパイプについて測定した結果を表１に示す。
として各実施例と同径同長の未加工鋼管から製造したヒ
ートパイプについて測定した結果を表１に示す。
表１
この結果によれば、本発明のヒートパイプの伝熱量は、
比較例に対し、第１実施例で約２．９倍、第２実施例で
３．３倍、第３実施例で３．６倍程度に増加している。
比較例に対し、第１実施例で約２．９倍、第２実施例で
３．３倍、第３実施例で３．６倍程度に増加している。
これは、第一に、ヒートパイプＨの内面に形成された多
孔質層が伝熱面積を増加させるとともに、内部の作動液
の核沸騰を起こしやすくし、ヒートパイプＨの透熱側で
の液体−気体間の相転位を促進することにより、銅管ｌ
を通しての伝熱効率が高くなるためであり、第二に、多
孔質層が樹枝状または粒状の金属からなっており、それ
により形成される孔が細かいとともに連らなっているの
で毛細管現象が起きやすく、受熱側で液化した作動液を
透熱側へ運ぶ作用が強く発揮されるためであると考えら
れる。
孔質層が伝熱面積を増加させるとともに、内部の作動液
の核沸騰を起こしやすくし、ヒートパイプＨの透熱側で
の液体−気体間の相転位を促進することにより、銅管ｌ
を通しての伝熱効率が高くなるためであり、第二に、多
孔質層が樹枝状または粒状の金属からなっており、それ
により形成される孔が細かいとともに連らなっているの
で毛細管現象が起きやすく、受熱側で液化した作動液を
透熱側へ運ぶ作用が強く発揮されるためであると考えら
れる。
［発明の効果コ
以上詳述したように、本発明は、金属製管体の内表面に
、樹枝状または粒状の金属からなる多孔質層を形成して
ヒートパイプを構成したものであるので、多孔質層が伝
熱面積を増やし、ヒートパイプの透熱側での核沸騰を促
進させてパイプの内外の伝熱量を増加させるとともに、
毛細管現象を起こしやすくしてパイプ内の作動液の移動
を促進させることにより、熱輸送特性を飛躍的に向上さ
せるものである。また、製造も容易でコストが安く、小
径のヒートパイプにも応用できるので、空調機器の伝熱
体などに採用されることにより、機器の小型化、コスト
ダウンなどを図れるという優れた効果を奏するものであ
る。
、樹枝状または粒状の金属からなる多孔質層を形成して
ヒートパイプを構成したものであるので、多孔質層が伝
熱面積を増やし、ヒートパイプの透熱側での核沸騰を促
進させてパイプの内外の伝熱量を増加させるとともに、
毛細管現象を起こしやすくしてパイプ内の作動液の移動
を促進させることにより、熱輸送特性を飛躍的に向上さ
せるものである。また、製造も容易でコストが安く、小
径のヒートパイプにも応用できるので、空調機器の伝熱
体などに採用されることにより、機器の小型化、コスト
ダウンなどを図れるという優れた効果を奏するものであ
る。
第１図は本発明の第１実施例のヒートパイプの内表面形
状を示す断面図、第２図は本発明のヒートパイプを製造
するための鍍金装置の概要図、第３図は第２実施例の内
表面形状を示す図、第４図は第３実施例のヒートパイプ
の内表面形状を示す図、第５図はヒートパイプの伝熱特
性を測定するための装置の略図である。 Ｉ・・・・・・鋼管（管体）、Ａ・・・・・・鍍金装置
、Ｈ・・・・・・ヒートパイプ。 第１図 第８図 第２図 第５図 第４図
状を示す断面図、第２図は本発明のヒートパイプを製造
するための鍍金装置の概要図、第３図は第２実施例の内
表面形状を示す図、第４図は第３実施例のヒートパイプ
の内表面形状を示す図、第５図はヒートパイプの伝熱特
性を測定するための装置の略図である。 Ｉ・・・・・・鋼管（管体）、Ａ・・・・・・鍍金装置
、Ｈ・・・・・・ヒートパイプ。 第１図 第８図 第２図 第５図 第４図
Claims (2)
- （１）、金属製管体の内表面に、樹枝状または粒状の金
属からなる多孔質層が形成されていることを特徴とする
ヒートパイプ。 - （２）、上記多孔質層は電気鍍金による析出金属層であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒート
パイプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048794A JPS62206382A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | ヒ−トパイプ |
| FI864684A FI86475C (fi) | 1985-11-27 | 1986-11-18 | Vaermeoeverfoeringsmaterial och dess framstaellningsfoerfarande. |
| US06/934,652 US4780373A (en) | 1985-11-27 | 1986-11-25 | Heat-transfer material |
| EP86116447A EP0226861B1 (en) | 1985-11-27 | 1986-11-27 | Heat-transfer material and method of producing same |
| DE8686116447T DE3680191D1 (de) | 1985-11-27 | 1986-11-27 | Waermeaustauschelement und verfahren zu dessen herstellung. |
| US07/222,142 US4824530A (en) | 1985-11-27 | 1988-07-21 | Method of producing heat-transfer material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048794A JPS62206382A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | ヒ−トパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206382A true JPS62206382A (ja) | 1987-09-10 |
Family
ID=12813136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61048794A Pending JPS62206382A (ja) | 1985-11-27 | 1986-03-06 | ヒ−トパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62206382A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083138A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 古河電気工業株式会社 | ヒートパイプ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270393A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Matsushita Refrig Co | 伝熱管内壁のメツキ方法 |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61048794A patent/JPS62206382A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270393A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Matsushita Refrig Co | 伝熱管内壁のメツキ方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083138A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 古河電気工業株式会社 | ヒートパイプ |
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