JPS62252892A - Meandering loop shaped heat pipe - Google Patents

Meandering loop shaped heat pipe

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JPS62252892A
JPS62252892A JP9389686A JP9389686A JPS62252892A JP S62252892 A JPS62252892 A JP S62252892A JP 9389686 A JP9389686 A JP 9389686A JP 9389686 A JP9389686 A JP 9389686A JP S62252892 A JPS62252892 A JP S62252892A
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container
pipe
meandering
heat
heat pipe
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Hisateru Akachi
赤地 久輝
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Actronics KK
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high-density stage row arrangement structure using extremely thin heat pipes by circulating a working liquid while repeating alternately evaporation and condensation, causing an evaporating part and a condensing part to act as a single heat pipe, and forming as a whole a series connected body of a large number of heat pipes, and arranging respective heat pipes at predetermined positions and predetermined postures by predetermined shape meandering. CONSTITUTION:A working liquid circulating in one direction circulates by alternately repeating evaporation and condensation. The combination of a set of an evaporating part and a condensing part acts as one heat pipe. The entire meandering part of the heat pipe is a series connect body of a large number of heat pipes, and respective heat pipes are arranged at predetermined positions and predetermined postures by the meandering arrangement of a long tube container. In the case of heating a body 11 to be controlled of its temperature, containers 1-2 and 1-3 are heated by heating means 12-1 and 12-2, and held at a temperature higher than that of a straight tube container 1-1. In the case of cooling the body 4 to be controlled of its temperature, the containers 1-2 and 1-3 are cooled by cooling means 12-1 and 12-2 and held at a temperature lower than that of the straight tube container 1-1.

Description

【発明の詳細な説明】 イ0発明の目的 産業上の利用分野 本発明はループ状ヒートパイプの構造に関する。[Detailed description of the invention] A0 Purpose of the invention Industrial applications The present invention relates to the structure of a loop-shaped heat pipe.

特に本発明は一本の長尺管からなるループ状コンテナに
より実質的に多数本のヒートパイプの整列構造体を提供
するループ状ヒートパイプの新規な構造に関する。更に
本発明は一本の極細長尺管からなるループ状コンテナに
依り実質的に多数本の極細ヒートパイプの高密度整列構
造体を提供するループ状ヒートパイプ台呻☆に関する。
In particular, the present invention relates to a novel structure of a loop heat pipe that provides a substantially aligned structure of a large number of heat pipes in a loop container consisting of a single elongated tube. Furthermore, the present invention relates to a loop-shaped heat pipe stand which provides a high-density array structure of substantially a large number of ultra-fine heat pipes using a loop-shaped container made of one ultra-fine elongated tube.

従来の技術 平板状の被冷却体、平板状の被加熱体、及びそれ等の積
層体等を均等に加熱冷却する場合ヒートパイプ群を有効
に利用することが効果的である。
2. Description of the Related Art When uniformly heating and cooling a flat object to be cooled, a flat object to be heated, a laminate thereof, etc., it is effective to make effective use of a group of heat pipes.

その場合には多数のヒートパイプを所定の段列に整列配
置した構造体又はその構造体を構成する単位ユニットと
してヒートパイプの平板状整列構造体が必要となる。V
に燃料電池スタックの起動時の加熱、起動後の冷却をヒ
ートパイプの均熱化特性を利用して実施する場合は、単
位セルの厚さが6〜12 mm位であり将来は4H位に
なると考えられ、セル1枚の面積は600 tm X 
600 mm位であると考えられるので、外径2〜3f
i長さ600m5+の極細ヒートパイプの1セル当り1
0〜30列を、平板状に整列させる必要がある。又スタ
ック当りのセルの積層枚数は数百枚以上に達する。従っ
て極細ヒートパイプの配列の高さ方向配置は4〜12m
ピッチで数百段に及ぶ高密度配置とする必要がある。現
在はこの冷却には極細水管の段列整列構造体が用いられ
ているが、熱応答性の迅速性や均熱化の良好性及び高い
イぎ頼性等の点からより高性能が期待されるのでヒート
パイプの適用が強く望まれている。
In that case, a structure in which a large number of heat pipes are arranged in a predetermined row, or a flat plate-like arrangement structure of heat pipes as a unit constituting the structure is required. V
When heating a fuel cell stack during startup and cooling after startup using the heat equalizing properties of heat pipes, the thickness of the unit cell is about 6 to 12 mm, and in the future it will be about 4H. The area of one cell is 600 tm
It is thought to be about 600 mm, so the outer diameter is 2 to 3 f.
1 per cell of ultra-fine heat pipe with a length of 600m5+
It is necessary to arrange 0 to 30 columns in a flat plate shape. Moreover, the number of laminated cells per stack reaches several hundred or more. Therefore, the height direction arrangement of the ultra-fine heat pipe array is 4 to 12 m.
It is necessary to have a high-density arrangement with a pitch of several hundred stages. Currently, a tiered structure of ultra-thin water tubes is used for this cooling, but higher performance is expected from the viewpoints of rapid thermal response, good heat uniformity, and high reliability. Therefore, the application of heat pipes is strongly desired.

第13因、第14図に従来実施されているヒートパイプ
の整列構造の151を示しである。第13図は放熱受熱
両用の場合第14図は受熱(又は放熱ンの専用である。
The thirteenth factor is shown in FIG. 14, which shows a conventional heat pipe alignment structure 151. Fig. 13 shows the case for both heat dissipation and heat reception, and Fig. 14 shows the case for heat reception (or heat dissipation) only.

第13図において(IJはヒートパイプ列、(2)は加
熱用ヘッダ(3)は冷却用ヘッダである。破線(5)は
被加熱(冷却)平板である0図の如く多数のヒートパイ
プ群はヘッダ(1)及び(2)によって連結され全体が
一体のヒートパイプとして作用するので平板(5)はヒ
ートパイプの長さ方向にも各単位ヒートパイプ相互間に
もヒートパイプとしての均熱化作用が働く。平板(5)
t−加熱する場合には低位置にある加熱ヘッダ(2)全
加熱し、冷却する場合は高位置ヘッダ(3)全冷却する
ことに依りトップヒートとなることなく有効に作用する
In Fig. 13, (IJ is a heat pipe row, (2) is a heating header (3) is a cooling header, and broken line (5) is a heated (cooled) flat plate. As shown in Fig. 0, there are many heat pipe groups. are connected by headers (1) and (2) and the whole acts as an integrated heat pipe, so the flat plate (5) acts as a heat pipe to equalize heat both in the length direction of the heat pipe and between each unit heat pipe. Action works. Flat plate (5)
When performing t-heating, the heating header (2) located at a low position is fully heated, and when performing cooling, the high position header (3) is fully cooled, thereby effectively preventing top heating.

第14図において(1−1)はヒートパイプの受熱部、
(1−2)はヒートパイプの放熱部、(4−Uは冷却管
、(4−2)は冷媒液である。(6)は発熱平板でヒー
トパイプ列に依り熱吸収され冷却管(4−1)内に放熱
される。第14図ヒートパイプ列においては各ヒートパ
イプが独立しているのでヒートパイプ相互間の均熱化作
用は発生しない、上述8g13図第14図の如きヒート
パイプ列には次の如き問題点があった。 (AI各ヒー
トパイプが水平姿勢の場合は大幅に性能が低下する。こ
れは作動液の還流速度が低下することに依るもので従来
型のヒートパイプ総べての欠点である。従って冷却モー
ドと加熱モードの場合゛には常にボトムヒートになる様
に受熱位置、放熱位置を変更する必要がある。
In Fig. 14, (1-1) is the heat receiving part of the heat pipe;
(1-2) is the heat dissipation part of the heat pipe, (4-U is the cooling pipe, and (4-2) is the refrigerant liquid. (6) is the heat generating flat plate, and the heat is absorbed by the heat pipe array. -1) In the heat pipe row shown in Fig. 14, each heat pipe is independent, so there is no heat equalization effect between the heat pipes. had the following problems: (When each AI heat pipe is in a horizontal position, the performance drops significantly. This is due to the reduction in the reflux speed of the working fluid, and the performance of all conventional heat pipes decreases.) Therefore, in the case of cooling mode and heating mode, it is necessary to change the heat receiving position and heat dissipating position so that bottom heat is always achieved.

(Blヘッダ又は冷却管の直径が大きいので列平面を積
層して段を形成する場合はヘッダ又は冷却管の直径に依
り股間ピッチが制限を受けるので高密度の段列の整列構
造体の構成には不向きである。(C)溶接箇所又は取付
箇所が多く、特に前述の燃料電池スタックの如き場合は
溶接箇所は数千箇所にも達するので信頼性が大幅に低下
し、又製作費も高価になる。(均一−コンテナ内を作動
液と作動液蒸気が相互反対方向で接触し乍ら循環するヒ
ートパイプの原理から極細化が困難で外径4關以下では
性能が大幅に低下する。最近内部に作動液還流用アーテ
リ管や線材挿入形の極細ヒートパイプも製作されている
が、それ等挿入物により内容積が減少することに依る性
能低下は免れられない。
(Since the diameter of the Bl header or cooling pipe is large, when stacking the row planes to form steps, the crotch pitch is limited depending on the diameter of the header or cooling pipe, so it is difficult to configure a high-density step row alignment structure. (C) There are many welding or mounting points, and especially in the case of the aforementioned fuel cell stack, there are thousands of welding points, which significantly reduces reliability and increases manufacturing costs. (Uniformity - Due to the principle of heat pipes, in which the working fluid and working fluid vapor circulate inside the container while coming into contact with each other in opposite directions, it is difficult to make them extremely thin, and performance deteriorates significantly when the outer diameter is less than 4 mm.Recently, internal Artery tubes for working fluid return and ultra-thin heat pipes with wire insertions have also been manufactured, but these insertions inevitably reduce performance due to the reduction in internal volume.

第15図及び第16図はループ状(又はセパレート形)
ヒートパイプに依るヒートパイプの整列構造を示す0図
において(1−1)はヒートパイプの放熱部列(1−2
)はヒートパイプの受熱部列である。
Figures 15 and 16 are loop-shaped (or separate)
In Figure 0, which shows the arrangement structure of heat pipes, (1-1) is the heat dissipation section row (1-2) of heat pipes.
) is a row of heat receiving parts of a heat pipe.

(7)は作動液還流管、(8)は蒸気還流管である。(
9)は作動液強制還流用ポンプである。ループ状ヒート
パイプは因の如く作動液と蒸気の波路が分離されてある
のでそれ等がヒートパイプコンテナ内で干渉し合うこと
が無い。従ってヒートパイプの細径化が可能となり高密
度な整列が可能になる。又作動液の強制還流が可能とな
りトップヒートも可能となるので加熱及び冷却の両モー
ドでの使用が可能である。この様にループ状と一ドパイ
ブは第13図第14因の例における若干の問題点は解決
されるものの、ヘッダ外径に依る積層ピッチが大きい点
は残され更に次の問題点が残される、(E)被加熱(冷
却]平板面で?t6密度配列が可能であっても他に冷却
部(加熱部)t−設ける必要があり、全体的に大型化さ
れる。装置Kよってはそれが奸されない場合が多い。(
F′)第4図のヒートパイプ列の如き蛇行管(又は螺旋
管)受放熱部において長尺化と共にコンテナの内壁の流
体抵抗が増加し、性能が低下するので直管部の段列本数
を多くすることが出来ない。
(7) is a working fluid reflux pipe, and (8) is a steam reflux pipe. (
9) is a pump for forced reflux of the working fluid. Since the loop heat pipe has separate wave paths for the working fluid and steam, they do not interfere with each other within the heat pipe container. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the heat pipe and to arrange it with high density. In addition, forced reflux of the working fluid is possible and top heating is also possible, so it can be used in both heating and cooling modes. In this way, although the loop shape and the one-doped pipe solve some of the problems in the example of factor 13 in FIG. (E) Even if ?t6 density arrangement is possible on the heated (cooled) flat plate surface, it is necessary to provide another cooling section (heating section) t-, which increases the overall size. There are many cases where it is not abused. (
F') In the heat receiving and dissipating sections of meandering tubes (or spiral tubes) such as the rows of heat pipes shown in Figure 4, as the length increases, the fluid resistance of the inner wall of the container increases and the performance decreases, so the number of rows of straight tubes should be reduced. I can't do much.

発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の如き従来技術に依るヒートパイプの段列
整列構造体における(Al−(F′)の問題点の総べて
t−解決し、安価高性能のヒートパイプ整列構造体を提
供すると共に極細ヒートパイプに依る高密度段列配置構
造体を提供せんとするものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention solves all the problems of (Al-(F')) in the conventional heat pipe tiered structure as described above, and provides a low-cost, high-performance structure. It is an object of the present invention to provide a heat pipe alignment structure and a high-density tier arrangement structure using ultrafine heat pipes.

口0発明の構成 問題点を解決する為の手段 第1図〜第7−は問題点を解決する為の手段である本発
明に係る蛇行ループ状ヒートパイプの原理を示す略図で
ある。第1因及び第2因はその最も基本的な構造である
1列条段に直管コンテナが配列されてある例を示す、(
1)は蛇行長尺管コンテナで1列条段に配列された直管
コンテナ群(1−1)と直管コンテナを垂直平面内で連
結せしめて蛇行せしめるU字曲管を含むコンテナ群(1
−2)及び(1−3)とから組合わせ形成されてある。
Means for Solving the Constituent Problems of the Invention Figures 1 to 7 are schematic diagrams showing the principle of the meandering loop heat pipe according to the present invention, which is a means for solving the problems. The first and second factors show an example in which straight pipe containers are arranged in one row, which is the most basic structure, (
1) is a meandering long pipe container, which includes a group of straight pipe containers (1-1) arranged in one row and a U-shaped bent pipe that connects the straight pipe containers in a vertical plane and makes them meander.
-2) and (1-3).

谷直管コンテナ(1−1)はほぼ水平に保持されてある
The valley straight pipe container (1-1) is held substantially horizontally.

蛇行長尺管コンテナの両端(1−8)、(1−7)は夫
々段列の最上段及び最下段に配置され連結管コンテナ(
2)の上f両端と(4二1)、(4−23において気密
に連結されてループ状コンテナが形成されてある。破線
αυは被温度制御体を示しである。破線(12−1) 
、 (12−2)は加熱手段(又は冷却手段)を示す、
被温度制御体住υは直管コンテナ群(1−1)と密に接
触している。U字曲管を含むコンテナ(1−2)、(1
−3)と直管コンテナ(1−1)とは相対的に温度差が
設けられてあり、被温度制御体αυを加熱する場合はコ
ンテナ(1−2)、(1−3)は加熱手段(12−1)
 、 (12−2)に依り加熱され直管コンテナ(1−
1)より高温に保持される。又被温度制御体αυを冷却
する場合はコンテナ(1−2)。
Both ends (1-8) and (1-7) of the meandering long pipe container are arranged at the top and bottom of the row of stages, respectively, and the connecting pipe container (
2) A loop-shaped container is formed by airtightly connecting both ends of the upper f (4-21) and (4-23). The broken line αυ indicates the temperature-controlled body. The broken line (12-1)
, (12-2) indicates a heating means (or cooling means),
The temperature-controlled body υ is in close contact with the straight pipe container group (1-1). Container containing U-shaped pipe (1-2), (1
-3) and the straight pipe container (1-1) are provided with a relative temperature difference, and when heating the temperature controlled body αυ, the containers (1-2) and (1-3) are used as heating means. (12-1)
, straight pipe container (1-
1) It is held at a higher temperature. Also, when cooling the temperature controlled body αυ, use the container (1-2).

(1−3)は冷却手段(12−1) 、 (12−2)
により冷却されて直管コンテナ(1−1)より低温に保
持される。所定の手段に依って作動液が同一方向に循環
スる蛇行ループ状ヒートパイプにおいて、蛇行長尺管コ
ンテナがその所定の多数の箇所において、他部分に比較
して相対的に高温度に保持されてあり、残余の部分は相
対的に低温に保持されてあり、一方向に循環する作動液
は蒸発と凝縮を交互に繰返しながら循環し、一組の蒸発
部と凝縮部との組合せは夫々に一本のヒートパイプとし
て作用し、ヒートパイプの蛇行部全体としては実質的に
多数のヒートパイプの直列連結体となっており、該各ヒ
ートパイプは長尺管コンテナの蛇行により所定の位置に
、所定の姿勢で配置されてある構造が本発明に係る問題
点を解決する為の手段である。上述の如き第1図及び第
2図の構造はこの手段を満足させるものである。第1図
は加熱手段(又は冷却手段〉が長尺管コンテナの蛇行部
の両側に設けられである列であり第2図は片側のみに設
けられである列である。これ等の場合の直列コンテナ群
の配列は単列多段配置であるが基本的手段においてはそ
の配置状態には限定されない。従って多列多段配列でも
良く、又蛇行の形状も螺旋形をも含む如何なる形状の蛇
行であっても曳い。
(1-3) are cooling means (12-1), (12-2)
and is kept at a lower temperature than the straight pipe container (1-1). In a meandering loop-shaped heat pipe in which a working fluid circulates in the same direction by a predetermined means, a meandering long pipe container is maintained at a relatively high temperature at a number of predetermined points compared to other parts. The remaining part is kept at a relatively low temperature, and the working fluid that circulates in one direction circulates while repeating evaporation and condensation alternately. It acts as a single heat pipe, and the entire meandering section of the heat pipe is essentially a serial connection of a large number of heat pipes, each of which is held in place by the meandering of the long tube container. A structure arranged in a predetermined position is a means for solving the problems according to the invention. The structure of FIGS. 1 and 2 as described above satisfies this means. Fig. 1 shows a row in which the heating means (or cooling means) is provided on both sides of the meandering part of the long tube container, and Fig. 2 shows a row in which it is provided only on one side. Although the container group is arranged in a single row and multi-tiered arrangement, the basic method is not limited to this arrangement.Therefore, a multi-row and multi-tiered arrangement may be used, and the meandering shape may be any shape including a spiral shape. Also pulled.

作用 上述の如く構成された問題点解決の為の手段には次の様
な作用がある。
Effects The means for solving the problem constructed as described above has the following effects.

(AI  作動液及びその蒸気は所定の手段によってル
ープ状コンテナ内を同一方向に強制循環されているので
姿勢に依って循環速度が変化することがなく従って水平
姿勢に配置されても、又トップヒーート姿勢であっても
ヒートパイプは確実に作動する。
(AI) Since the hydraulic fluid and its vapor are forcibly circulated in the same direction within the loop-shaped container by a predetermined means, the circulation speed does not change depending on the posture. Even so, the heat pipe works reliably.

(fl)  蒸発部、凝縮部の一組で構成された各ヒー
トパイプは直列に連結されてあるのでヘッダや共通冷却
部上必要としない。蛇行直尺管コンテナは無接続で形成
することが可能であり、又接続を必要とする場合も僅か
な直径増加で足りる。該コンテナの両端全連結する連結
管コンテナも僅かな直径増加で足りる。従ってヒートパ
イプ群で形成された平面が水平面でアリこれt−積層し
て段を形成するにも又垂直平面全積層して列を形成する
にもヘッダや共通冷却管、連結管等が邪魔になることが
無いのでヒートパイプを高密度に段列の整列構造体とし
て構成することが容易となる。
(fl) Since the heat pipes each consisting of a set of an evaporating section and a condensing section are connected in series, there is no need for a header or a common cooling section. Meandering straight pipe containers can be constructed without connections, and if connections are required, only a slight increase in diameter is required. A slight increase in diameter of the connecting pipe container that connects both ends of the container is sufficient. Therefore, when the plane formed by a group of heat pipes is a horizontal plane, whether it is stacked to form a stage or vertical plane is entirely stacked to form a row, headers, common cooling pipes, connecting pipes, etc. will get in the way. Therefore, it is easy to configure heat pipes as a highly densely arranged structure in rows of stages.

(C)  整列構造体は長尺管コンテナの蛇行で構成さ
れるので接続箇所は極めて少なく従って信頼性の低下が
少なく製作費も安価である。
(C) Since the alignment structure is composed of meandering long tube containers, there are very few connection points, so there is little decrease in reliability and the manufacturing cost is low.

fDJ  作動液の流れと、作動液蒸気の流れが同一方
向で相互干渉することがないからヒートパイプの細径化
が可能となり、内径1u以下外径2酩以下の如き極細ヒ
ートパイプの製作が可能となる。
fDJ Since the flow of the working fluid and the flow of the working fluid vapor are in the same direction and do not interfere with each other, it is possible to reduce the diameter of the heat pipe, making it possible to manufacture ultra-thin heat pipes with an inner diameter of 1 u or less and an outer diameter of 2 u or less. becomes.

(E)  通常のループ状(セパレート形)ヒートパイ
プと異な、り作動液環流用の連結管コンテナが附加され
ているのみで蒸発部、#締部は交互にllJ接して分離
されてあるので冷却(又は加熱)構造体全体として大型
化されることがない。
(E) Different from a normal loop-shaped (separate type) heat pipe, only a connecting pipe container is added for the circulation of the working fluid, and the evaporator section and #clamp section are alternately connected to each other and are separated for cooling. (or heating) The structure as a whole does not need to be enlarged.

(短 本発明に係る蛇行長尺管コンテナは一組の蒸発部
、凝縮部毎に一本のヒートパイプとして作用し、長尺管
全体が連続した一本のヒートパイプとして形成されてあ
る場合と異なり、作動液蒸気の圧力降下が累積されるこ
となく、隣接する凝縮部迄移動するだけで良く、又凝縮
作動液も隣接する蒸発部迄移動するだけでヒートパイプ
として作用するので、段列配置されてあるヒートパイプ
が多数であっても蛇行長尺管コンテナが如何に長くても
ヒートパイプの性能が低下することがない。作動液は長
尺管コンテナの下端におけるヒートパイプ蒸発部の圧力
と連結管コンテナ内蒸気圧との圧力差に依り確実に移動
し、その移動は蒸発部における前段凝縮部からの作動液
を受入れ蒸発させることを可能とし、この様にして順次
各段列におけるヒートパイプは確実に作動を継続する。
(Short) In the meandering long tube container according to the present invention, each set of evaporating section and condensing section acts as one heat pipe, and the entire long tube is formed as one continuous heat pipe. In contrast, the pressure drop of the working fluid vapor does not accumulate and it only needs to move to the adjacent condensing section, and the condensed working fluid also moves to the adjacent evaporating section and acts as a heat pipe, so the stage arrangement is possible. No matter how long the meandering long tube container is, the performance of the heat pipe will not deteriorate even if there are a large number of heat pipes. The heat pipes move reliably due to the pressure difference between the connecting pipe and the vapor pressure inside the container, and this movement allows the evaporator to receive and evaporate the working fluid from the previous condensing section.In this way, the heat pipes in each stage row are will continue to operate reliably.

作動液及び作動液蒸気の移動は1蒸気圧力差の作用が主
であるが垂直平板状配列の場合には各段間における作動
液のサイホン作用も作動液及び蒸気の移動に対して補助
的効果がある。
The movement of hydraulic fluid and hydraulic fluid vapor is mainly due to the effect of one vapor pressure difference, but in the case of a vertical plate arrangement, the siphon effect of the hydraulic fluid between each stage also has an auxiliary effect on the movement of hydraulic fluid and vapor. There is.

上述の如き本発明に係る問題点解決の為の手段は従来技
術に依る場合に発生する問題点(AJ〜(FJ項の総べ
てを夫々対応する作用(AJ〜(FJ項に依って総べて
解決することが出来る。
The means for solving the problems related to the present invention as described above is based on the problems that occur when relying on the prior art (AJ~(FJ terms) respectively corresponding actions (AJ~(FJ terms) can be solved by

実2711iCンり 問題点を解決するための手段の基本構造及びその作用は
上述の通りであるが実用的に実施して所定の作用上確実
に発揮させる為には各糧の附加的な手段を併設する必要
がある。
The basic structure and operation of the means for solving the problem of actual 2711iC are as described above, but in order to implement it practically and ensure that the prescribed function is achieved, additional means of each type are required. It needs to be attached.

第1実施例 第1図及び第2図においては連結管コンテナ(2−1)
の上下両端にはU字曲管(2−2)、(2−3)が設け
られてあり、U字曲管(2−2)の片側半分(2−4)
及び(2−3)は作動液溜になっており、蛇行長尺管コ
ンテナに対する作動液の補給を順調に行なわせる構造に
なっている。作動液溜はコンテナ(1−1)、(1−2
)、(1−3)によって構成されてあるヒートパイプ群
における受熱量、放熱量に変動が生じてもそれに対応し
て作動液金納えることなく供給する役目がある。この両
作動液溜の中で少く兵士部液溜(2−4)は順調な作動
液補給上必須条件である。この作動液#(2−1の機能
を充分に発揮せしめる為には下部液溜(2−3)の中に
連続的にヒートパイプ群から排出されてくる作動液を絶
えず汲揚げて上部液溜(2−4)の水位七一定以上に保
持させる手段が併設されてある必要がある。その手段は
各種のループ状ヒートパイプで実施されている従来技術
で実施することが出来る。
In the first embodiment, FIGS. 1 and 2, the connecting pipe container (2-1)
U-shaped bent pipes (2-2) and (2-3) are provided at both upper and lower ends of the U-shaped bent pipe (2-2), and one half (2-4) of the U-shaped bent pipe (2-2)
and (2-3) are hydraulic fluid reservoirs, which are structured to smoothly replenish the meandering long pipe container with hydraulic fluid. The hydraulic fluid reservoirs are containers (1-1) and (1-2).
) and (1-3), it has the role of supplying working fluid in response to fluctuations in the amount of heat received and the amount of heat released in a certain heat pipe group. Among these two hydraulic fluid reservoirs, the soldier's fluid reservoir (2-4) is an essential condition for smooth hydraulic fluid replenishment. In order to fully demonstrate the function of this working fluid # (2-1), the working fluid that is continuously discharged from the heat pipe group is continuously pumped up into the lower reservoir (2-3) and the upper reservoir (2-4) It is necessary to provide a means for maintaining the water level above a certain level.This means can be implemented by conventional techniques implemented with various loop-shaped heat pipes.

第 2実五暉猛【2り 本発明に係る蛇行ループ状ヒートパイプは単一ヒートパ
イプの直列連結体であるから、上位段列のヒートパイプ
から排出された作動液がそのまま下位段列のヒートパイ
プの作動に使用されるので単位時間に補給すべき作動液
量は極めて少量で良い、この点は本発明に係る蛇行ルー
プ状ヒートパイプの極めて太き表利点である。従来のル
ープ状(分離形)ヒートパイプで最も多用されている第
15図例示の如きヘッダー間を多数の受放熱管で並列に
連結された(1−1)、(1−2)の如き受放熱部では
整列化される管数が増加する程単位時間に補給すべき作
動液量は増加し、作動液汲揚げ手段としてはポンプ■會
必要とする程であった。然し本発明に係る蛇行ループ状
ヒートパイプはその受放熱量が如何に多量であっても、
ヒートパイプの段列が如何に多数本であっても補給すべ
き作動液量は1本のヒートパイプが作動するに必要な作
動液量で充分なものである。第1N及び第2図において
は連結管コンテナ(2−1)t”単一のヒートパイプと
して作動せしめることを作動液汲揚げ手段としている。
Since the meandering loop heat pipe according to the present invention is a series connection of a single heat pipe, the working fluid discharged from the heat pipe in the upper row directly flows into the heat pipe in the lower row. Since it is used to operate the pipe, the amount of working fluid that must be replenished per unit time can be extremely small, which is an advantage of the extremely thick serpentine loop heat pipe according to the present invention. Heat pipes (1-1) and (1-2) are connected in parallel between the headers shown in Fig. 15, which are most commonly used in conventional loop-shaped (separate type) heat pipes. In the heat dissipation section, as the number of tubes arranged in a row increases, the amount of hydraulic fluid that must be replenished per unit time increases, to the extent that a pump is required as a means for pumping up the hydraulic fluid. However, no matter how large the amount of heat received and radiated by the meandering loop heat pipe according to the present invention,
No matter how many rows of heat pipes there are, the amount of working fluid that must be replenished is sufficient to operate one heat pipe. In FIGS. 1N and 2, the connecting pipe container (2-1) is operated as a single heat pipe as a means for pumping up the hydraulic fluid.

この方法としては上下作動液溜における上部液溜(2−
4)の温度を下部液溜(2−3)より相対的に低温に保
持すれば良い。従って夫々の液溜に液を安定して舗める
為の冷却手段(13−1)。
This method uses the upper liquid reservoir (2-
4) may be maintained at a relatively lower temperature than the lower liquid reservoir (2-3). Therefore, a cooling means (13-1) is provided to stably store the liquid in each liquid reservoir.

(13−2)を設は上部の冷却手段(13−1) t−
(13−2)より低温にすることに依り液溜(2−4)
は(2−3)より低温度となり作動液蒸気は常に(2−
43において多量に#縮される様になる。図においては
下部における作動液の蒸発を活発化させる為、下部作動
液溜(2−3)に一部が浸漬されたウィックを連結管コ
ンテナ(2−1)の一部に設け、管外からその部分を加
熱する手段(2−5)t−併設した作動液蒸発部が設け
られである。この様に構成すれば液溜(2−4)内に凝
縮する作動液tr容易に制御することが可能となる。そ
の拡大断面図が第3図に示しである。−において(1−
7)は蛇行長尺管の下部端末(2−3)は連結管コンテ
ナの下部U字曲管、(4−2)はそれ等の連結部、(2
−8)はウィックである。ウィック(2−6)はU字曲
管(2−3)の中の作動液(2−7)に一部が浸漬され
てある。(2−5)は蒸気発生用熱源である。
(13-2) is the upper cooling means (13-1) t-
(13-2) By lowering the temperature, the liquid reservoir (2-4)
is lower than (2-3), and the working fluid vapor is always at (2-3).
At 43, a large amount of # shrinkage occurs. In the figure, in order to activate the evaporation of the working fluid in the lower part, a wick partially immersed in the lower working fluid reservoir (2-3) is installed in a part of the connecting pipe container (2-1), and a wick is installed from outside the pipe. Means (2-5) for heating the area is provided with an attached working fluid evaporation section. With this configuration, it becomes possible to easily control the hydraulic fluid tr condensed in the liquid reservoir (2-4). An enlarged sectional view thereof is shown in FIG. - at (1-
7) is the lower end of the meandering long pipe (2-3) is the lower U-shaped pipe of the connecting pipe container, (4-2) is the connecting part thereof, (2-3) is the lower U-shaped pipe of the connecting pipe container,
-8) is a wick. The wick (2-6) is partially immersed in the working fluid (2-7) in the U-shaped pipe (2-3). (2-5) is a heat source for steam generation.

第3実施列 第1囚及び第2図においては単列多段のヒートパイプ配
列について例示しであるが本発明に係る蛇行ループ状ヒ
ートパイプは単列構造に限定されるものではない1作動
液及びその蒸気の移動がすイホン作用のみで行なわれる
場合は多列化は困難となるが本発明に係る構造の場合は
段列間に発生する作動液蒸気の圧力差がその移動の主九
る手段となっているから、水位差の無い水平面で多列化
させることも答易である。第5図は3列多段の場合の正
面略図で第6因はその平面略図である。この場合第1囚
、第2内の垂直U字曲管(1−2)。
Although FIGS. 1 and 2 of the third embodiment illustrate a single row multi-stage heat pipe arrangement, the meandering loop heat pipe according to the present invention is not limited to a single row structure. If the movement of the steam is carried out only by the action of the steam, it will be difficult to create multiple rows, but in the case of the structure according to the present invention, the pressure difference of the hydraulic fluid vapor generated between the rows is the main means of movement. Therefore, it is easy to create multiple rows on a horizontal plane with no water level difference. FIG. 5 is a schematic front view of the case of three rows and multiple stages, and the sixth factor is a schematic plan view thereof. In this case, the first prisoner and the second vertical U-shaped pipe (1-2).

(1−3)だけでなく水平U字曲管(1−4)、(1−
5)も組合わせられて3列多段に整列されてある。又こ
の多列化の場合必ずしも基盤目配列でなく千鳥配列であ
っても良い。
(1-3) as well as horizontal U-shaped pipes (1-4), (1-
5) are also combined and arranged in three rows and multiple stages. In addition, in the case of this multi-row arrangement, it is not necessarily necessary to use a basic arrangement, but a staggered arrangement may be used.

第4実施列 第5崗実施列において隣接する上下の段の直管コンテナ
を連結するU字曲管(1−23,(1−3)は垂直姿勢
になっている。U字曲管の曲げ半径が大きな場合はこの
様々配列では段間の距離が大きくなり高密度に段’Ii
?構成することが出来ない場合がある。この様な場合は
U字曲管(1−27、(1−3)を傾斜姿勢に形成する
ことに依り股間距離を小さくシ、高密度に構成すること
が出来る。この場合は全体の構成としてはジグザグ状の
整列となる。
In the fourth row and fifth row, the U-shaped pipes (1-23, (1-3)) connecting the straight pipe containers of the adjacent upper and lower stages are in a vertical position.Bending of the U-shaped pipes When the radius is large, the distance between the stages becomes large in this various arrangement, and the stages 'Ii are densely arranged.
? It may not be possible to configure. In such a case, by forming the U-shaped bent tubes (1-27, (1-3) in an inclined position, the distance between the legs can be reduced and the structure can be constructed with high density.In this case, the overall structure becomes a zigzag arrangement.

第7図は単列多段の配列において、段間連結部のU字曲
管コンテナ(1−2)、(1−3)が傾斜姿勢に形成さ
れ、全体としてジグザグ状態に構成された蛇行ループ状
ヒートパイプの正面略図である。
Fig. 7 shows a meandering loop shape in which the U-shaped pipe containers (1-2) and (1-3) of the inter-stage connecting portions are formed in an inclined posture in a single-row multi-stage arrangement, and the entire structure is configured in a zigzag state. It is a front schematic view of a heat pipe.

図においては第6因の6段配列と同じ高さで10段の配
列が可能となっている。
In the figure, a 10-stage arrangement is possible at the same height as the 6-stage arrangement of the 6th factor.

第5実施列 ループ状ヒートパイプは作動液及び蒸気の流れ方向を一
方向に規制する手段を必要とする。従来方式では逆上弁
や強制循環ポンプ等が多(用いられている。本発明に係
る蛇行ループ状ヒートパイプの場合は蛇行長尺管コンテ
ナの上端(1−6)と下端(1−7)の間罠僅かな圧力
差が生じれば目的上達するので極めて単純な手段によっ
て実施することが出来る。第1図、第2図及び第4図(
拡大路内]において蛇行長尺管コンテナの上部端末(1
−6)と連結管コンテナの上端(又は作動液溜の先端)
(2−4)との連結部(4−1)の附近に高密度ウィッ
ク(3)が充填されてある。この充填ウィック(3)は
作動液溜の作動液が無駄に流出するのを押えて作wJ液
溜に液を溜めさせる役目があり、同時に小量ずつの適量
作動液を毛細管作用に依り蛇行長尺管コンテナに供給す
る役目もある。又更に大きな役目は作動液の蒸気圧に抵
抗してこれを受は止めて、蒸気圧が作動液溜の作動液を
逆流させるのを防ぐ逆止弁の作用を示すことである。蛇
行長尺管コンテナの下部端末(1−7)は解放されてあ
り、連結管コンテナ内は比較的低温低圧であるがら、充
填ウィック■の存在は作動液及びその蒸気が下端床方向
に流れる様に流れ方向を規制する役目1&:発揮する1
g4図における(2−7)は作動液である。又(1−4
)は充填ウィック(3)からの作動液供給を助ける為の
微細金属管である。
The fifth row of loop-shaped heat pipes requires means for regulating the flow direction of the working fluid and steam to one direction. In the conventional system, reverse valves, forced circulation pumps, etc. are often used.In the case of the meandering loop heat pipe according to the present invention, the upper end (1-6) and the lower end (1-7) of the meandering long pipe container are used. Since the purpose can be achieved by creating a slight pressure difference between the traps, it can be carried out by extremely simple means.
The upper end of the meandering long pipe container (1
-6) and the upper end of the connecting pipe container (or the tip of the working fluid reservoir)
A high-density wick (3) is filled in the vicinity of the connection part (4-1) with (2-4). This filling wick (3) has the role of preventing the hydraulic fluid from flowing out of the hydraulic fluid reservoir and storing the fluid in the hydraulic fluid reservoir. It also has the role of supplying the tubular containers. An even more important role is to resist and stop the vapor pressure of the hydraulic fluid, thereby acting as a check valve to prevent the vapor pressure from causing the hydraulic fluid in the hydraulic fluid reservoir to flow backwards. The lower end (1-7) of the meandering long pipe container is open, and the inside of the connecting pipe container is relatively low temperature and low pressure, but the presence of the filling wick allows the working fluid and its vapor to flow toward the bottom floor. Role of regulating the flow direction 1 & : Exercising 1
(2-7) in the g4 diagram is the hydraulic fluid. Also (1-4
) is a fine metal tube to assist in supplying working fluid from the filling wick (3).

内径1絽及び4冨翼蒸発部長さ600fi凝縮部長さ6
00u管の厚さα6111のヒートパイプの熱抵抗値は
計算にて夫々#1ぼ0.18℃/w 、α045℃/W
位が推定される。この場合受放熱部製置差が50℃であ
る場合の該ヒートパイプの最大熱輸送量は夫々約240
1’d/lF8 、961j/時であることが推定され
る。これ等のヒートパイプの使用温度が平均150℃、
蒸発。
Inner diameter 1 甽 and 4 blades Evaporation section length 600fi Condensation section length 6
The thermal resistance values of a heat pipe with a 00u tube thickness α6111 are calculated to be 0.18℃/W for #1 and α045℃/W, respectively.
The position is estimated. In this case, when the difference in position between the heat receiving and dissipating parts is 50°C, the maximum heat transport amount of the heat pipes is approximately 240°C.
It is estimated to be 1'd/lF8, 961j/hour. The average operating temperature of these heat pipes is 150℃,
evaporation.

凝縮の潜熱@ 503&j/kfとした場合の上記ヒー
トパイプ内で蒸発又はamされるべき水の量は夫々約8
ce/分、32cc/分となる6発明者は実験的に内径
1fi長さ600flの細管内を圧カフ kg/cyf
 で通水する場合の水の流量が約22皿/分であること
t得ている。
If the latent heat of condensation is 503 &j/kf, the amount of water to be evaporated or ammed in the heat pipe is approximately 8
ce/min, 32 cc/min6 The inventor experimentally installed a pressure cuff in a thin tube with an inner diameter of 1 fi and a length of 600 fl kg/cyf.
It has been obtained that the flow rate of water when water is passed through is approximately 22 plates/min.

従って上記ヒートパイプに供給する作動液に加えられる
べき圧力が如何に小圧力で足りるかが良く分かる。又前
述の如くこの様なヒートパイプが本発明罠係る構造に依
って如何に多数本配列され九ものであっても、それは直
列配列であるから、蛇行長尺コンテナの上部端末から供
給すべき作動液量は各1本のヒートパイプが内径1關〜
4 m 、長さ1200 mの場合僅かに8ce/分〜
32cc/分、余裕を見ても1Qce/分〜40 cc
 7分で足りることが分かり、この程度の流量は極めて
低い圧力差で得られることが分かる。従って第1図、第
2図及び第4図例示の充填クイックはそれ程特殊のウィ
ックである必要はなく1通常のと−ドパイブ用ウインク
全充填するだけで良いことも推定出来る。
Therefore, it can be clearly seen how small pressure is sufficient to be applied to the working fluid supplied to the heat pipe. Furthermore, as mentioned above, no matter how many such heat pipes are arranged according to the structure according to the present invention, since they are arranged in series, the operation to be supplied from the upper end of the meandering long container is The liquid volume is 1 inch or more for each heat pipe.
4m, length 1200m only 8ce/min~
32cc/min, 1Qce/min ~ 40 cc even if you look at the margin
It turns out that 7 minutes is sufficient, and it turns out that this level of flow rate can be obtained with an extremely low pressure difference. Therefore, it can be assumed that the filling quick shown in FIGS. 1, 2, and 4 does not require a very special wick, and that it is sufficient to completely fill one ordinary pipe wink.

第6実施レリ 本発明に係る蛇行ループ状ヒートパイプにおいて蛇行長
尺管コンテナの直径が比較的大きな場合、内部流体抵抗
が小さい為上位段列のヒートパイプからの作動液流下速
度が早く又は流下tが大きく。
Sixth implementation example In the meandering loop-shaped heat pipe according to the present invention, when the diameter of the meandering long tube container is relatively large, the internal fluid resistance is small, so the working fluid flows down from the heat pipe in the upper stage row at a high speed or at a low flow rate. is large.

下位段列ヒートパイプに蒸発速度七上廻って作動液が供
給され性能が低下する場合がある。又それを補ない又は
下部液溜の作動液tt−減少せしめる為に連結管コンテ
ナの蒸発部に加える熱tV増加せしめたり、上部液溜部
の冷却を強化して対応する場合は大きなエネルギー損失
となる。それ等の対策としては所定の直管コンテナが、
所定のU字曲管コンテナ内にクイックを袋層した構造に
するか、所定のU字曲管に粗目のウィックを充填する等
蛇行長尺管コンテナの所定の位置に流量制限手段又は流
速制限手段を設ける必要がある。
The working fluid may be supplied to the lower stage heat pipes at an evaporation rate of seven or more, resulting in a decrease in performance. In addition, if you increase the heat tV applied to the evaporation section of the connecting pipe container or strengthen the cooling of the upper liquid reservoir in order to compensate for this or reduce the working fluid tt in the lower liquid reservoir, there will be a large energy loss. Become. As a countermeasure against this, the designated straight pipe container is
A flow rate limiting means or a flow rate limiting means is installed at a predetermined position of a meandering long pipe container, such as a structure in which quick is layered in a predetermined U-shaped pipe container, or a coarse wick is filled in a predetermined U-shaped pipe. It is necessary to provide

上述の各実施例においては直管コンテナ群が総べてほぼ
水平に保持されてある実施例について述べである。然し
これは重力に依る作動液の容易な移動を利用する為であ
って本発明に係る蛇行ループ状ヒートパイプにおける作
動液及びその蒸気の移動は蛇行長尺管コンテナの両端末
間の蒸気圧の差圧に依って行なわれることが基本であっ
て、1!力による移動はその補助に過ぎない。従って多
少の性能低下を問題としない場合は各実施しuは直管コ
ンテナが如何なる姿勢であっても実施可能である。適用
される装置機器の構造上の要求に依っては直管コンテナ
群は傾斜姿勢であっても垂直姿勢であっても良い、又こ
れ等の場合の連結コンテナの作動液汲揚作用は該コンテ
ナの姿勢か水平であっても又必*、hあればトップヒー
ト状態であっても有効に作用する。これは作動液及びそ
の蒸気の移動が同一方向であることに依る。
In each of the embodiments described above, the straight pipe containers are all held substantially horizontally. However, this is to take advantage of the easy movement of the working fluid due to gravity, and the movement of the working fluid and its vapor in the meandering loop heat pipe according to the present invention is based on the vapor pressure between both ends of the meandering long pipe container. Basically, it is carried out based on differential pressure, and 1! Movement by force is only an aid. Therefore, if a slight deterioration in performance is not a problem, each implementation u can be performed regardless of the orientation of the straight pipe container. Depending on the structural requirements of the equipment to be applied, the straight pipe container group may be in an inclined or vertical position, and in these cases, the hydraulic fluid pumping action of the connected containers is dependent on the container. It works effectively even if you are in a horizontal position or in a top heat state. This is due to the movement of the hydraulic fluid and its vapor in the same direction.

ノ1発明の効果 本発明に係る蛇行ループ状ヒートパイプの第1の効果は
ヒートパイプの高密度集積体の構成が極めて容易な点に
ある。第1図又は第2図の如く平板状に構成したヒート
パイプ板を多数積層することに依って数百本、数千本の
ヒートパイプ集積構造が容易に得られる。又本発明の第
2の効果として作動液及びその蒸気の移動に作動液の蒸
気圧が利用される為に且つその流れ方向が一定であるこ
とに依り従来不可能であった外径1翼冨〜2sm以下の
如き極細ヒートパイプが容易に製作出来る点である。こ
の様な極細ヒートパイプの高密度集積体が容易に構成出
来ることは極めて重要な効果でヒートパイプの応用範囲
の拡大、冷却器の小型化。
No. 1 Effect of the Invention The first effect of the meandering loop heat pipe according to the present invention is that it is extremely easy to construct a high-density heat pipe assembly. By stacking a large number of flat heat pipe plates as shown in FIG. 1 or 2, an integrated structure with hundreds or thousands of heat pipes can be easily obtained. The second effect of the present invention is that the vapor pressure of the hydraulic fluid is used to move the hydraulic fluid and its vapor, and because the flow direction is constant, it is possible to increase the outer diameter of one blade, which was previously impossible. The advantage is that ultra-thin heat pipes of ~2 sm or less can be easily manufactured. The ability to easily construct such a high-density assembly of ultra-thin heat pipes is an extremely important effect, expanding the range of applications for heat pipes and making coolers more compact.

高性能化に大きな貢献を果たすことが出来る。特に外径
の小さなヒートパイプは従来のヒートパイプに比較して
その表面の対流熱伝達率が極めて大きく、従ってその集
積体は放熱フィンを必要とせず、小型化された熱交換器
を提供することが出来る。周囲製置20℃管表面温度6
0℃風速3m/aの場合の空気と外径1mのヒートパイ
プの段列構造体との間の熱伝達率は150ら/r1.h
、℃に達しこれは外径25 mmのヒートパイプ段列の
5倍に相当する。
It can make a major contribution to improving performance. In particular, a heat pipe with a small outer diameter has an extremely high convection heat transfer coefficient on its surface compared to a conventional heat pipe, and therefore, its assembly does not require radiation fins, and provides a miniaturized heat exchanger. I can do it. Ambient installation 20℃ tube surface temperature 6
The heat transfer coefficient between the air and the tiered structure of heat pipes with an outer diameter of 1 m at a wind speed of 3 m/a at 0°C is 150 r/r1. h
, °C, which corresponds to five times as many heat pipe stages with an outer diameter of 25 mm.

又流速1 m / aの水の場合の熱伝達率は2600
0騙/m、h、℃に達し、こnは外径25IIIのヒー
トパイプの45倍に相当する。又同様の状態での空気の
自然対流熱伝達率は26 ’&i/wt″、h、℃  
に達しこれは直径25鵡のヒートパイプの約4倍の熱伝
達率である。この様であるから極細ヒートパイプ群に依
り構成された熱交換器の受放熱部はフィン金装着するこ
となく構成しても同様な性能を発揮させることが出来る
。フィンが省略することが出来た場合の熱交換部は保守
、清掃が極めて容易となり又熱交換部の容積が小型化さ
れる等の利点がある。
Also, the heat transfer coefficient for water with a flow rate of 1 m/a is 2600
0 de/m, h, °C, which is equivalent to 45 times that of a heat pipe with an outer diameter of 25III. Also, the natural convection heat transfer coefficient of air under similar conditions is 26'&i/wt'', h, °C
This is about four times the heat transfer rate of a heat pipe with a diameter of 25 mm. Because of this, the heat receiving and discharging section of the heat exchanger configured by a group of ultra-fine heat pipes can exhibit the same performance even if it is configured without mounting metal fins. When the fins can be omitted, the heat exchange section has advantages such as extremely easy maintenance and cleaning, and the volume of the heat exchange section can be reduced.

第8−〜第12図には極細ヒートパイプの高密度集積体
の産業上の応用列の概念を示しである。図において+1
)は極細ヒートパイプ(2)は連結コンテナ。
8-12 illustrate the concept of industrial applications of high-density assemblies of ultrafine heat pipes. +1 in the figure
) is an ultra-fine heat pipe (2) is a connected container.

矢印は熱交換流体の流れ方向を示す、第8図は水平平板
発熱体(又は受熱体) UJと極細ヒートパイプ(1)
の段列平面の積層状態を示す、第9図は垂直平板発熱体
(又は受熱体)Qυと極細ヒートパイプ(1)の段列と
の積層状態を示す、この様な積層構造は燃料電池単位セ
ルの高密度多段積層体の如き場合の加熱冷却に応用が見
込まれる。
The arrows indicate the flow direction of the heat exchange fluid. Figure 8 shows the horizontal flat plate heating element (or heat receiving element) UJ and ultrafine heat pipe (1)
Figure 9 shows the stacked state of the vertical plate heating element (or heat receiving element) Qυ and the stage row of the ultrafine heat pipe (1).Such a stacked structure is the fuel cell unit. It is expected to be applied to heating and cooling cases such as high-density multi-layer stacks of cells.

第10図はサイリスタ放熱器に対する応用列である。 
(13−1)は受熱用金属ブロックで数枚の溝付平板で
構成されてある。  (13−2)は電接面でサイリス
タ素子との接触面である1図は側面を示しであるが正面
から見た直管コンテナの配列は第7囚の如くジグザグ又
は千鳥配列となっている。フィンが完全に省略されるの
で積層構造の受熱ブロック(13−17は総計肉厚25
絽位の薄肉に構成することが可能となり、従来の60 
mm−65龍のものに比較して大幅に軽葉化される。又
電接面からヒートパイプ表面迄の距離が従来の25w〜
32鱈の大型ヒートパイプに比較して数分の−に短縮さ
れるので熱抵抗が小さく且つ熱応答性も大きく改善され
る。
FIG. 10 is an application series for a thyristor heatsink.
(13-1) is a heat-receiving metal block composed of several grooved flat plates. (13-2) is the electrical contact surface and the contact surface with the thyristor element. Figure 1 shows the side view, but the arrangement of the straight pipe containers seen from the front is a zigzag or staggered arrangement as shown in the seventh prisoner. . Since the fins are completely omitted, the heat receiving block (13-17 has a total wall thickness of 25 mm) has a laminated structure.
It is now possible to construct it with a thin wall, compared to the conventional 60mm.
The leaves are significantly lighter than those of the mm-65 Dragon. Also, the distance from the electrical contact surface to the heat pipe surface is 25W~
Since the heat pipe is shortened to several minutes compared to the large-sized heat pipe of .32 cod, the thermal resistance is small and the thermal response is greatly improved.

更にフィン装着作業がないのでコストも削減される。Furthermore, since there is no fin attachment work, costs are also reduced.

第11図は熱風(又は冷風)発生器に対する応用列で(
14−13、(14−2)は加熱(又は冷却)ユニット
である。フィンが不要であるから大幅な小型化が可能で
ある。
Figure 11 is an application column for a hot air (or cold air) generator (
14-13 and (14-2) are heating (or cooling) units. Since fins are not required, significant downsizing is possible.

第12図は密閉機器筐体の冷却器としての応用で筺体α
ωの側壁に極細ヒートパイプ群が貫通して配設されてあ
る。熱伝達率が大きいので自然対流冷却が可能となる。
Figure 12 shows the case α for application as a cooler in a sealed equipment case.
A group of ultra-thin heat pipes are arranged to penetrate the side wall of ω. Since the heat transfer coefficient is high, natural convection cooling is possible.

極細ヒートパイプ群の集積構造体は本発明に係る蛇行ル
ープ状ヒートパイプの効果として他にも広く利用するこ
とが出来る。
The integrated structure of the ultrafine heat pipe group can be widely used as an effect of the meandering loop heat pipe according to the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は本発明に係る蛇行ループ状ヒートパ
イプの実施列を示す側面略図であり、第3図及び第4図
はその部分拡大断面図である。第61及び第6図は3列
6段配列のヒートパイプ配列の為の蛇行長尺管コンテナ
の蛇行状態を示し第6図は正面図第61は平面図である
。第7図は1列10段の高密度配列の為の蛇行長尺管コ
ンテナの蛇行状態を示す正面図である。 (1−1)・・・直管コンテナ、(1−2)、(1−3
)・・・U字曲管を含むコンテナ、(2)・・・連結管
コンテナ、(2−2) 、 (2−4)・・・作動液溜
、(2−5)・・・蒸気発生用熱源、  (12−1)
 、 (12−2)・・・加熱(又は冷却ン手段、αυ
・・・被温度制御体、(13−1) 、 (13−2)
・・・冷却手段、(3)・・・充填ウィック、(2−7
)・・・作動液 第81〜第12図は本発明に係る蛇行ループ状ヒートパ
イプの産業上の応用flt示す概念臼である。 第8図、第9因は平板状発熱体の集積構造体の加熱(又
は冷却]に対する応用列である。第10図はサイリスタ
放熱器に対する応用列を示し第11図は熱風(又は冷風
)発生器に対する応用列、第12図は密閉筐体の冷却に
対する応用例である。 Qり・・・水平平板発熱体、0漕・・・垂直平板発熱体
、(13−1)・・・受熱用金属ブロック、(13−2
J・・・電接面、 (14−1)。 (14−2)・・・加熱(又は冷却)ユニット、霞・・
・密閉筐体 第13図、第14図は従来のヒートパイプ列の構造、第
15図、第16−は従来のループ状ヒートパイプに依る
ヒートパイプ列の構造を示す。 (2)・・・加熱ヘッダ、(3)・・・冷却ヘッダ、(
4−1)・・・冷却管、(4−2)・・・冷媒液、(5
)・・・発熱平板%(1−IJ・・・放熱部、(1−2
)・・・受熱部、(9)・・・ポンプ。 第1図 第2図 第8図 第9図 ! 第12図
1 and 2 are schematic side views showing an implementation row of meandering loop heat pipes according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are partially enlarged sectional views thereof. 61 and 6 show meandering states of a meandering long tube container for arranging heat pipes in three rows and six stages, and FIG. 6 is a front view, and FIG. 61 is a plan view. FIG. 7 is a front view showing a meandering state of a meandering long tube container for high-density arrangement of 1 row and 10 stages. (1-1)...Straight pipe container, (1-2), (1-3
)...Container containing U-shaped bent pipe, (2)...Connecting pipe container, (2-2), (2-4)...Working liquid reservoir, (2-5)...Steam generation heat source, (12-1)
, (12-2)... Heating (or cooling means, αυ
...Temperature controlled body, (13-1), (13-2)
... Cooling means, (3) ... Filling wick, (2-7
)... Working fluid Figures 81 to 12 are conceptual diagrams showing the industrial application of the meandering loop heat pipe according to the present invention. Figures 8 and 9 are application rows for heating (or cooling) of integrated structures of flat heating elements. Figure 10 is application rows for thyristor radiators, and Figure 11 is for hot air (or cold air) generation. Figure 12 shows an application example for cooling a closed case. Metal block, (13-2
J...Electrical contact surface, (14-1). (14-2) Heating (or cooling) unit, haze...
- Sealed casing FIGS. 13 and 14 show the structure of a conventional heat pipe array, and FIGS. 15 and 16 show the structure of a conventional heat pipe array using loop-shaped heat pipes. (2)... Heating header, (3)... Cooling header, (
4-1)...Cooling pipe, (4-2)...Refrigerant liquid, (5
)... Heat generating flat plate % (1-IJ... Heat dissipation part, (1-2
)... Heat receiving part, (9)... Pump. Figure 1 Figure 2 Figure 8 Figure 9! Figure 12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)蛇行長尺管コンテナの両端末が連結管コンテナで
気密に連結されてループ状コンテナが形成されてあり、
該コンテナに設けられた所定の手段に依り作動液及びそ
の蒸気が一定の方向のみに循環しながら作動する様構成
されてある蛇行ループ状ヒートパイプにおいて、蛇行長
尺管コンテナがその所定の多数の箇所において他部分に
比較して相対的に高温度に保持されてあり、残余の部分
は相対的に低温度に保持されてあり、一方向に循環する
作動液は交互に蒸発、凝縮を繰返しながら循環し、一組
の蒸発部と凝縮部との組合せは夫々に一本のヒートパイ
プとして作用し、ヒートパイプの蛇行部全体としては実
質的に多数のヒートパイプの直列連結体となつており、
該各ヒートパイプは長尺管コンテナの螺旋形をも含む所
定の形状の蛇行に依り夫々の所定の位置に所定の姿勢で
配置されてあることを特徴とする蛇行ループ状ヒートパ
イプ。
(1) Both ends of the meandering long pipe container are airtightly connected by a connecting pipe container to form a loop-shaped container,
In a meandering loop-shaped heat pipe that is configured to operate while circulating a working fluid and its vapor only in a certain direction by a predetermined means provided in the container, the meandering long pipe container is operated in a predetermined number of directions. Some parts are kept at a relatively high temperature compared to other parts, and the remaining parts are kept at a relatively low temperature, and the working fluid that circulates in one direction alternately evaporates and condenses. Each combination of a set of evaporation section and condensation section acts as a single heat pipe, and the meandering section of the heat pipe as a whole is substantially a series connection of a large number of heat pipes,
A serpentine loop-shaped heat pipe characterized in that each of the heat pipes is arranged at a predetermined position and in a predetermined attitude by meandering in a predetermined shape including a spiral shape of a long tube container.
(2)特許請求の範囲(1)に係る蛇行ループ状ヒート
パイプにおいて、蛇行長尺管コンテナは直管コンテナ群
とu字曲管を含むコンテナ群との2種のコンテナの組合
わせからなり、各直管コンテナはほぼ水平姿勢に保持さ
れてあり、垂直方向には多数の段数に、各段は小数の列
数に、所定の段列に配置され、蛇行長尺管コンテナの両
端は段列の最上段と最下段に配置され夫々連結管コンテ
ナの上下両端末と気密に連結されてあつて、且つ連結管
コンテナの連結部の少く共上部連結部附近には作動液溜
が設けられてあり、上述の如く構成されてあるコンテナ
を有する蛇行ループ状ヒートパイプの蛇行部における夫
々の直管コンテナとu字曲管を含むコンテナの両種コン
テナの何れか一方が放熱部として構成されてあり他の一
方が受熱部として構成されてあり、更に連結管コンテナ
には該ヒートパイプの作動中作動液溜の水位を所定の水
位以上に維持せしめる為の作動液汲揚げ手段が併設され
てあることを特徴とする蛇行ループ状ヒートパイプ。
(2) In the meandering loop heat pipe according to claim (1), the meandering long tube container is composed of a combination of two types of containers: a straight tube container group and a container group including a U-shaped tube, Each straight pipe container is held in a nearly horizontal position, and vertically arranged in a large number of stages, each stage is a decimal number of rows, and arranged in a predetermined row of rows, and both ends of the meandering long pipe container are arranged in rows of rows. They are arranged at the top and bottom of the pipe container and are airtightly connected to both the upper and lower ends of the connecting pipe container, and a working fluid reservoir is provided near the upper connecting part of the connecting pipe container. In the meandering loop heat pipe having the container configured as described above, either one of the two types of containers, the straight pipe container and the container including the U-shaped pipe, is configured as a heat radiating part. One of the heat pipes is configured as a heat receiving part, and the connecting pipe container is further equipped with means for pumping up the working fluid to maintain the water level of the working fluid reservoir above a predetermined water level while the heat pipe is in operation. Features a serpentine loop heat pipe.
(3)特許請求の範囲(2)に係る蛇行ループ状ヒート
パイプにおいて、連結管コンテナの上下両端近くに作動
液溜として夫々にu字曲管部が設けられてあり、該コン
テナの下部からこれに近接するu字曲管の一部にかけて
内壁面に毛細管作用の秀れたウイツクが設けられてあり
、更にヒートパイプの作動中該ウイツク配設部の温度が
上端u字曲管部の温度より常に充分に高く保持される様
、両部間の温度差発生手段が併設されてある上述の如き
構造を連結管コンテナに併設される作動液汲揚げ手段と
していることを特徴とする蛇行ループ状ヒートパイプ。
(3) In the meandering loop-shaped heat pipe according to claim (2), U-shaped pipe portions are provided as working fluid reservoirs near both upper and lower ends of the connecting pipe container, and U-shaped pipe portions are provided as working fluid reservoirs, respectively, and U-shaped pipe portions are provided near both upper and lower ends of the connecting pipe container. A wick with excellent capillary action is provided on the inner wall surface over a part of the U-shaped tube adjacent to the heat pipe, and furthermore, during operation of the heat pipe, the temperature of the wick installation portion is lower than the temperature of the upper U-shaped tube portion. A serpentine loop-shaped heat characterized by having the above-mentioned structure as a working fluid pumping means attached to a connecting pipe container, which includes a means for generating a temperature difference between both parts so that the temperature is always maintained at a sufficiently high temperature. pipe.
(4)特許請求の範囲(2)に係る蛇行ループ状ヒート
パイプであつて各直管コンテナの配列は単列又は複列多
段配列であり且つ隣接する上下の段の直管コンテナを連
結するu字曲管コンテナは傾斜姿勢になつており、対応
する列の直管コンテナの段間相互位置はジグザグ状に異
ならせて整列されてあることを特徴とする蛇行ループ状
ヒートパイプ。
(4) In the meandering loop heat pipe according to claim (2), each straight pipe container is arranged in a single row or in a double row multi-stage arrangement, and the straight pipe containers in adjacent upper and lower stages are connected to each other. A serpentine loop heat pipe characterized in that the curved pipe containers are in an inclined position, and the positions of the straight pipe containers in the corresponding rows are arranged at different positions in a zigzag pattern.
(5)特許請求の範囲(2)に係る蛇行ループ状ヒート
パイプであつて蛇行長尺管コンテナの最上段における端
末と連結管コンテナの上端末との連結部に近い部分の蛇
行長尺管コンテナ内か、連結管コンテナ内か、それらの
何れか又は双方に作動液及び作動液蒸気がコンテナの蛇
行部の高位置側から低位置側に向う方向のみに流れる様
に規制する流れ方向制限手段が設けられてあることを特
徴とする蛇行ループ状ヒートパイプ。
(5) In the meandering loop-shaped heat pipe according to claim (2), the meandering long tube container has a portion close to the connecting portion between the uppermost end of the meandering long tube container and the upper end of the connecting tube container. A flow direction restriction means is provided in the interior of the container, in the connecting pipe container, or in either or both of them so that the hydraulic fluid and hydraulic fluid vapor flow only in the direction from the high position side to the low position side of the meandering part of the container. A serpentine loop-shaped heat pipe characterized by being provided.
(6)特許請求の範囲(2)に係る蛇行ループ状ヒート
パイプであつて蛇行長尺管コンテナの所定の部分に所定
の構造の作動液流量又は作動液流速を制限する手段が設
けられてあることを特徴とする蛇行ループ状ヒートパイ
プ。
(6) The meandering loop-shaped heat pipe according to claim (2), in which means for restricting the flow rate or flow rate of the hydraulic fluid in a predetermined structure is provided in a predetermined portion of the meandering long pipe container. A meandering loop heat pipe characterized by:
JP9389686A 1986-04-23 1986-04-23 Meandering loop shaped heat pipe Granted JPS62252892A (en)

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