JPS63161388A - ヒ−トパイプ - Google Patents

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］ 本発明は、熱輸送量を制御し得るヒートパイプに関する
ものである。

［従来の技術］ ヒートパイプは管の中に熱媒体を封入し、該熱媒体の加
熱部での蒸発、冷却部での凝縮による相変化によって熱
を高温側より低温側に移動させるものである。

第３図は従来のヒートパイプを示すものであり、ｌは熱
媒体を封入する管体、２は管体の内面に貼設したウィッ
ク材を示し、加熱部３て熱を加えると熱媒体５は蒸発し
て蒸気か管体１の内部に充満する。一方冷却部４の冷却
により熱媒体５は凝縮液化する。液化した熱媒体５は毛
細管現象によりウィック材２中を加熱部３側へ移動する
。而して、熱媒体５の加熱部での蒸発、冷却部４での凝
縮により高温側から低温側への熱輸送が行われる。

［発明が解決しようとする問題点コ 然し、上記従来のものはその構造から明らかな様に、ヒ
ートパイプに入熱、抜熱がある限り、熱輸送が行われ、
又、高熱源、低熱源の条件により熱輸送量も決定されて
いた。

従って、熱輸送を停止したい場合、熱輸送量を減少させ
たい場合、例えば熱源の温度が低く、ヒートパイプを作
動させると過冷却となる場合でも、ヒートパイプの作動
を停止させ或は熱輸送量の減少をさせることかできなか
った。

従って、ヒートパイプの作動状態を変えようとすると熱
源からの入熱を遮断するか、ヒートバイブそのものを取
去る以外に方法はなく、実情は過冷却が考えられる様な
場合も放置せざるを得なかった。

本発明は斯かる実情を鑑み、オン−オフ機能を備えたヒ
ートバイブを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は管体内面にウィック材等の熱媒体誘導手段を設
け、該誘導手段の内側に密着させ且熱媒体誘導手段の両
端部を露出させて内管を設け、該内管の中途部に気化熱
媒体の自由流動を抑制する仕切部を設けたことを特徴と
するものである。

［作　　　用コ 管体内部での気化熱媒体の自由流動を抑制することによ
り、仕切部で仕切られる雨空間開で圧力差が生じ自由流
動状態での熱輸送状態に対して変化を与えることができ
る。

［実　施　例〕 以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は第１の実施例を示している。

管体ｌの内面には全長に亘ってウィック材を貼設するが
、該ウィック材は冷却部４部分と残部とではウィック材
中の液体通路の径を変えておく。即ち、冷却部ウィック
材１０については細孔のもの、残部ウィック材１１につ
いては太孔のものとする。ウィック材の内側に内管１２
を嵌装し、内管１２とウィック材とは密着させる。又、
内管１２はウィック材の加熱部分、ウィック材の冷却部
分をそれぞれ露出させる様な長さ、内管１２に対する位
置とし、内管１２の加熱部側端は冷却部ウィック材ｌＯ
に所要長さに亘ってオーバラップさせている。内管１２
の冷却部側端は端板１３を設けてあり、端板１３には所
要数の通孔１４を穿設する。又、内管１２内面所要位置
に弁座Ｉ５を設け、該弁座１５に密着し得る浮動弁１６
を設ける。

該浮動弁１６には連通孔１９を設け、又、該浮動弁１６
と前記端板１３間にスプリング１７を挟設し、浮動弁１
６を弁座１５に向って付勢せしめる。該浮動弁１６の位
置、管体１の外周に該浮動弁１６を励磁駆動せしめる駆
動コイル１８を配設する。尚、該実施例では管体１、内
管１２、弁座１５は非磁性体、浮動弁１６は磁性体とす
る。又、冷却部ウィック材１０の露出部分には必要とあ
らば多孔管２４を設ける。

以下作動を説明する。

先ず駆動コイル１８に通電し、浮動弁１６を弁座１５よ
り離反させておく。この状態では、管体１の内部全長に
亘り連通状態にあり、前述した従来のヒートバイブと同
様な熱輸送がなされる。

次に駆動コイル１８の通電を停止すると、浮動弁１６は
スプリング１７の力によって弁座１５に密着される。従
って、弁座１５と浮動弁１６によって仕切られる加熱側
の空間と冷却側の空間とは気密に分断される。この為、
加熱により熱媒体が蒸発しても、その蒸気は冷却部側へ
移動することがなく、冷却によって凝縮される熱媒体も
なくなる。従って、液化した熱媒体がウィック材を通っ
て加熱部へ循環することがなくなるので熱輸送か停止さ
れる。尚、加熱により浮動弁１６で仕切られた加熱側空
間と冷却側空間との差圧が大きくなるが、雨空間開のシ
ールは液体の熱媒体がウィック材の孔を充填することで
なされる。

又、雨空間開のシール性能は、熱媒体の有する表面張力
のＫｇ　／　ｍ　ｓ熱媒体の通路となる孔の直径りによ
って決定され、そのシール性能を雨空間開の差圧ＡＰで
現わすと ２σ ａＰ−＝（σ：表面張力Ｋｇ／ｍ、γ：孔の半径）γ である。

仮りに、熱媒体を水としウィック材の孔径を２μとする
と、 −１，２Ｋｇ／ａｍ２ となる。

前記冷却部ウィック材１０の孔の径を２μとすると該冷
却部ウィック材１０によってシール機能か発揮され圧力
差Ａ　Ｐ−１，２Ｋｇ／ａｍ２とすることができる。尚
、残部ウィック材１０については特にシール性は要求さ
れないので、その孔径はγ−〇、１〜２ｍｍ程度のもの
でよい。

而して、熱媒体を水として前記冷却部ウィック材１０の
孔径２μとすれば、雨空間部の圧力差がＩＫｇ／ｃｌ！
１２前後の範囲で、駆動コイル１８に通電、停電を行え
は浮動弁１６の弁座１５に対する密着離反か行われてヒ
ートパイプの間欠的な熱輸送が可能となる。

尚、前記実施例では駆動コイル１８て浮動弁１６を強制
的に動かしたか、該コイルを省略し、スプリング１７の
押圧力を適宜選定すれば、スプリング１７の抑圧力で決
定される圧力差となった時に浮動弁１６か開いて雨空間
が連通、即ち熱輸送が行われ、雨空間が連通して圧力差
か解消されれば、再び浮動弁１６が閉塞して熱輸送か停
止されるという、熱の間欠輸送が行われる。

又、上記実施例に於ける端板は必すしも必要なく、内管
１２の途中にリング状のバネ受を設けてもよい。

次に第２図は他の実施例を示すものであり、前記実施例
中の浮動弁の代りにタービン翼を兼ねるロータ２０を設
けたものである。該ロータ２０を外部に設けたコイル或
は電磁石２３で回転させればロータ２０を境とした雨空
間に圧力差が生じて熱輸送状態の調整ができる。

例えば熱媒体が図中矢印の方向へ流れる様ロータ２０を
回転させれば、加熱側空間２１の圧力が低くなり蒸発量
は大きく、冷却側空間２２の圧力が高くなって熱媒体の
凝縮が促進される。従って、この場合は熱輸送量は大き
くなる。

又、図中の矢印と逆の方向に熱媒体か流れる様にロータ
を駆動すれば加熱側空間２１の圧力が高くなり蒸発は抑
えられ、冷却側空間２２の圧力が低くなり凝縮も抑えら
れて熱輸送量は小さくなる。

尚、上記したウィック材に代えて、管体に溝を刻設して
もよいことは勿論である。又、前記ウィック材では冷却
部のみを細径孔としたが全長に亘って細径孔とし得るこ
とも言うまでもない。

［発明の効果コ 以上述べた如く本発明によれば、ヒートパイプの熱輸送
量を制御し得るので、高熱源の温度変化に拘らず熱輸送
量を一定にし得る、高熱源の温度を一定に保つ様な冷却
が可能となる、等ヒートパイプの冷却機能の向上、汎用
性を大幅に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す断面概略図、第２図は
他の実施例の説明図、第３図は従来例の説明図である。 ■は管体、２はウィック材、１２は内管、１５は弁座、
１６は浮動弁、２０はロータを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）管体内面にウィック材等の熱媒体誘導手段を設け、
   該誘導手段の内側に密着させ且熱媒体誘導手段の両端部
   を露出させて内管を設け、該内管の中途部に気化熱媒体
   の自由流動を抑制する仕切部を設けたことを特徴とする
   ヒートパイプ。