JPS63259388A - 円筒形ヒ−トパイプの熱交換部 - 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】 イ１発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒートパイプの構造に関するものであり、特に
円筒形ヒートパイプの性能を改善する為の熱交換部の構
造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来構造のヒートパイプは大別してウィック型ヒートパ
イプ、ウィックレスヒートパイプ及び分離型ヒートパイ
プ（又はループ型ヒートパイプ）の３種顛に分類される
。それ等についての適用状態について図面によって説明
する。

第１）図はウィック型ヒートパイプであってコンテナ２
１の内壁面には毛細管材で形成されたウィック２２が設
けられてあり、封入作動液２３−１は作動時に帰還作動
液流２３−３がウィング内の毛細管間隙から溢れない程
度に蒸気流２３−４の量も合せて比較的少量が封入され
てある。作動液の帰還は毛細管作用によってなされるの
で使用′時の姿勢に係わらず即ち放熱部Ａ、断熱部Ｂ、
受熱部Ｃの順序、位置が変っていても作動する特徴があ
り、熱抵抗値が小さく、熱応答性は極めて良好であるが
、封入液量が少ないので最大熱輸送■は比較的小さい。

第１２図はウィックレス型ヒートパイプでウィックが省
略されてある。作動液の受熱部Ｃに対する帰還は重力に
よってなされる。従って封入作動液量は比較的多量であ
る。ウィック型に比較して最大熱移送量は大きいが、熱
応答性は多少悪く、熱抵抗値も比較的大きい。作動姿勢
に制限があり、放熱部Ａと受熱部Ｃ間の水位差が小さい
と作動が鈍化し、Ｃの水位がＡの水位より高くなると作
動不可能である。

第１３図は蒸気流路と作動液帰還流路が分離された分離
型ヒートパイプである。大量の熱量を輸送する大型ヒー
トパイプに適用される。従って多量の蒸気を発生せしめ
る為多数の蒸発管からなる蒸発部２７及び多数の凝縮管
からなる凝縮部２６が設けられてあり、それ等は図の如
く蒸気供給流路２８及び作動帰還流路２９で連結され全
体としてループ状に形成されてある。液循環用ポンプ３
０により作動液を強制循環せしめる場合は蒸発部２７が
水位的に凝縮部２６より上位であっても作動する利点が
あるがヒートパイプ全体として大型になる点が問題であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来型のヒートパイプは以上の如くであるから夫々に各
種の問題点があるが本発明が解決しようとする問題点は
次の如くである。

（ａｌ　　ウィック型ヒートパイプ及びウィックレス型
ヒートパイプの共通の最大の問題点は蒸気流２３−４と
帰還作動液流が相互に反対であることに依る相互干渉の
問題である。ウィック型では帰還作動液流はウィック内
を流れるものではあるがウィックの比較的表層近くを流
れる作動液は蒸気流により吸引され飛散して吹き戻され
帰還液量が減少して効率が低下する。ウィックレスの場
合は蒸気流２３−４と帰還作動液流２３−３とは直接に
接触して流れるのでこの影響は極めて大きく、ヒートパ
イプの性能を低下せしめる。

（ｂｌ　　ウィック型ヒートパイプのみの問題点として
表面積拡大率が大きいにも係わらず熱抵抗値があまり改
善されずウィックレス型より僅かに良好なだけに過ぎな
い。これはウィック表面積の大部分が作動液移動の為に
使用され表面積拡大の効果が少ないことに依る。又受熱
部におけるウィックの藤気圧増加に依って帰還作動液の
供給が充分に行なわれなくなることにも起因する。

（Ｃ）　　ウィック型ヒートパイプの場合、複雑高価な
その構造にもかかわらず最大熱輸送量が小さくウィック
レス型より劣る。これはウィックの作動液輸送能力はそ
の粘性抵抗に因り決して大きいものではなく、又封入作
動液量を増加せしめるとウィック内から作動液が溢れて
作動し、ウィックの効果が失なわれてしまうことに因す
る。

（ｄ）　　ウィックレス型の場合、受熱量が多かったり
、放熱量が多い場合第１２図に示した如く作動液２３−
１の沸騰に因り作動液滴２３−２が放熱部に至る迄吹き
上げられ、ヒートパイプの潜熱による熱交換性能を低下
せしめるだけでなく、水撃作用の如き現象を生じ、衝撃
音を発生する。この衝撃は時にコンテナを変形させたり
破損せしめる場合すらある。

（ｅｌ　　分離型ヒートバイブにおいては蒸発面積及び
凝縮面積の拡大は蒸発管、凝縮管の本数増加のみによっ
て行なわれるので第１３図に示した如く凝縮部２６及び
蒸気発生部２７が大型化する点が問題点であり、又それ
等の熱容量が大きいので熱応答性が悪い点も問題点であ
る。

■０発明の構成 〔問題点を解決する為の手段〕 第１図及び第２図は本発明に係る問題点を解決する為の
手段である円筒形ヒートパイプの熱交換部の基本的な構
造を示す断面図であって、第１図は受熱部を示し、第２
図は放熱部を示す。夫々にイ、　Ｏ，は作動液及びその
蒸気の流れ方向が反対である場合の作動状態を示しであ
る。何れの熱交換部も２重管構造になっており、円筒形
ヒートパイプのコンテナである円筒管を外管１としてあ
ることを第１の構成要素とし、該外管１の内部に同心的
に配設されてある内管２を第２の構成要素とし、外管１
の内周壁面と内管２の外周壁面との間に両壁面に密接し
て介在せしめられてあり、且つ両壁面に沿って軸方向に
螺旋状に設けられてある螺旋状フィン３を第３の構成要
素とし、ヒートパイプの一方の端部の内壁面と内管２の
一端及び螺旋状フィン３の一端との間隙によりヒートバ
イブの該端部に所定の容積の蒸気溜め又は作動液溜めが
形成されてあって、流路の方向転換部４として構成され
てあることを第４の構成要素とし、これ等構成要素の総
てを具備していることを特徴としている。この様に構成
されてあるから螺旋状フィン３は伝熱面積を拡大するフ
ィンとしての機能の他に、内外管の間隙内に作動液又は
その蒸気の螺旋状流路を形成せしめる役目がある。これ
は流路断面積を小さくすることにより流速を大幅に増加
せしめ、流路長さを大幅に拡大せしめる効果がある。こ
れは熱伝達率の向上と伝熱面積拡大の相乗効果を発揮し
、ヒートバイブの熱交換能力を大幅に改善する。

第１図は受熱部所面図であって、（イ）において内管２
は帰還作動液４−１の流路になっており作動液流４−３
は作動液溜めとなっている流路方向転換部４において流
れ方向が変更されて螺旋状フィン３により形成された螺
旋状流路内に導入される。帰還作動液４−１は、螺旋状
流路内において熱人力６を受熱しながら作動液蒸気４−
２に変化して高速度の蒸気流４−４となって、図示され
ていない放熱部に供給される。図（１７）においては帰
還作動液４−１は先ず螺旋状流路内に導入され作動液流
４−３は高速度で螺旋状に流れながら熱人力６によって
受熱せしめられ蒸気流４−４として蒸気溜めである流路
方向転換部４に供給される。

流路方向転換部４で方向転換された蒸気流４−４は内管
２を介して図示されていない放熱部への蒸気供給流路に
導入される。

第２図は放熱部の断面図であって（イ）においては図示
されていない受熱部からの蒸気供給流路から供給される
作動液蒸気４−２は螺旋状フィンで形成される螺旋状流
路内に導入され、螺旋状の蒸気流４−４として高速度で
移動しながら放熱流５として熱量を放出しながら凝縮液
化される。液化された作動液４−１は蒸気流４−２の蒸
気圧によって吹き上げられて作動液溜めである流路方向
転換部４に導入される。導入された作動液４−１の作動
液流４−３は流れ方向を転換されて内管２の内部に流入
し、内管２に連結されてある作動液帰還流路に送出され
る。

図（＋１）においては図（イ）と反対の経路で作動液蒸
気が導入された場合の作動状態を示しである。

この場合は作動液蒸気４−２は図示されていない受熱部
の蒸気供給流路から内管２の内部に供給される。蒸気流
４−４は内管２の内部を通過し、蒸気溜めである流路方
向転換部４内において方向転換されて螺旋状フィン３に
より形成された螺旋状流路内に与太され、放熱冷却され
て凝縮液化される。凝縮作動液４−１は螺旋状の作動液
流４−３として蒸気圧、重力、サイホン作用等の助けに
依り流下して、図示されていない受熱部の作動液帰還流
路に供給される。

本発明に係る問題点解決の為の手段は基本的には上述の
如く又第１図第２図の如く構成され、流路方向によって
（（）　（ＩＴ）の如く作動する。適用時には上述４種
類の何れか又はそれ等を適切に組合わせて実施される。

〔作　用〕

本発明に係る円筒形ヒートパイプの熱交換部は上述の如
く構成されてあるから下記の如く作用し、解決しようと
する問題点の総てを解消せしめることが出来る。

（ａ）　　作動液及びその蒸気の流れは同一方向であり
、流路方向転換部によりその流れは内管の内外に完全に
分離されてあるから蒸気流と作動液流の相互干渉により
発生する問題点は総て解決される。

むしろ蒸気圧は作動液流を助けてその流れを順調ならし
め又作動液流におけるサイホン作用はその吸引力により
蒸気流を順調ならしめる。

（ｂ）　　受熱部、放熱部にかかわらず螺旋状流路の内
壁面は総てが伝熱面積であり、貫流する作動液又はその
蒸気の量によって変化することがない。

従って従来のウィンク型ヒートパイプの有する問題点は
総て解決される。

（Ｃ）　　ウィックをコンテナ内壁面に構成する作業は
複雑で手間の掛るものであったが本発明に係る螺旋状フ
ィンの形成は極めて容易で且つ流路内の粘性抵抗が小さ
いのでウィックに比較して安価強力なヒートパイプを構
成することが出来る。

ｆｄｌ　　受熱部で沸騰蒸発状態になったり突沸状態に
なっても、受熱部が螺旋状流路になっているので、又方
向転換部である蒸気溜め又は作動液溜めの緩和作用があ
るので、作動液が放熱部端面迄吹上げることなく、衝撃
音の発生もない。従ってウィンクレス型ヒートパイプの
最大の問題点を解決し、充分に大きな受熱に対しても異
状なく適用することが出来ると共に急激な受熱に対して
も対応することの可能な熱交換部が構成出来る。

（ｅ）　　外管直径比でウィンクレス型の場合より大幅
に拡大された伝熱面積を有し、沸騰や突沸の問題が無い
ので、１本当りで数倍の蒸気発生量及び作動液憶縮量が
得られるので分離型ヒートパイプの蒸発管及び凝縮管と
して適用する場合、蒸気発生部及び凝縮部を小型計量化
させ又熱応答性を改善することも可能となる。

〔実施例〕

本発明に係る上述の問題点解決の手段は基本的な構成を
示したもので実施に当っては適用ヒートパイプの使用目
的に応じて各種の実施態様が採られる。

第１実施例 第３図は本発明に係る円筒型ヒートパイプの最も簡易な
実施例であって螺旋状フィン３は内管２の外周に熱伝導
性の良好な例えば純銅線の如き金属線を螺旋状に巻回し
て外管コンテナの内壁内に圧入して構成される。最も安
価容易に製作することが可能であるが前述の如き作用に
より従来構造のウィンク型やウィンクレス型に比べて大
幅に改善された性能を発揮する。衝撃や振動を受ける機
器に適用する場合は単なる圧入だけでなく、内管か外管
又は双方にはんだ付けかるう接して実施される。

第２実施例 第４図は螺旋状フィン３が熱伝導性の良好な金属管を用
いて構成されてある実施例である。該金属管を薄肉管を
用いて圧入するだけで管の弾性により内管２、及び外管
１との接触面積が拡大し更に保持力も強化される。金属
線の場合より接触部の熱抵抗が小さい利点がある。はん
だ付け、ろう接を併用すれば更に良好となる。管の内壁
面積に相当する分だけ第１実施例より伝熱面積の拡大率
が増加する利点がある。更に大きな利点は作動液や蒸気
の貫流に際して螺旋状金属管内のサイホン作用又は毛細
管作用が利用出来る点である。螺旋状金属管フィンの端
末開口部の位置を工夫したり、フィンの所定の位置に細
孔を設けたりすることにより所定の部分の余剰作動液を
除去したり、重力に抗して作動液を吸上げたりせしめて
螺旋状流路の作用を助成させることが出来る。

第３実施例 第５図は伝熱面積を掘めて大幅に拡大する必要がある場
合に適用される場合の実施例である。この場合は螺旋状
フィンの螺旋ピッチを小さく、フィン高さを高く、更に
フィン厚さを小さくする必要があり、一般的には本発明
に係る円筒形ヒートパイプの熱交換部を構成することが
極めて困難なものとなる。然し第５図例示の第３実施例
はその構成を極めて容易に実施することが出来る構造を
示しである。図において螺旋状フィン３は内管２と一体
的に成形されてあり、それ等が一体となって、その外周
が外管１の内周壁面と密着する様圧入されてある。対流
熱交換用の螺旋状フィンが金属管の転造に依り金属管と
一体に成型されてある螺旋状フィン付金属管は市販にて
容易且つ安価に入手することが可能である。第５図にお
ける内管２はこの様な市販の螺旋状フィン付金属管のフ
ィン外径を外管１の内壁径に合わせて切削又は研削した
ものである。この様にして構成する場合は極めて高性能
の本発明に係る熱交換部を極めて容易に形成することが
出来る。

第４実施例 第６図は分離型ヒートパイプにおける藷気発生部に本発
明に係る熱交換部を通用した場合の断面略図である。図
（イ）及び（ロ）は夫々基本構成図第１図における図（
イ）及び図（ロ）が適用されてある。

第６図（イ）において７は分離型ヒートパイプの作動液
帰還流路で内管２に連結されて矢印４−３に沿って作動
液溜め４ａを経由して作動液を螺旋状流路内に導入する
。内管２の所定の位置には毛細管作用を有する充填材９
が内管の内壁に密着して充填されてある。該充填部は毛
細管作用に依り作動液を通過せしめるが螺旋状流路内に
発生する蒸気圧に依って作動液が逆方向に流れるのを防
止する作動液の流路方向規制手段の役目を兼ねている。

この作用を強化する為に図示されてはいないが該充填材
に併用して逆止め弁が設けられてあっても良い。該流路
方向規制手段の作用によって螺旋状流路内に発生する蒸
気圧は強力な推進力を発揮して、発生蒸気４−２を矢印
４−４に沿った蒸気流路として蒸気溜め４ｂを経由して
分離型ヒートパイプの蒸気供給流路８内に送入する。こ
の様に構成され゛た本発明に係る熱交換部は効率よく熱
入力流６の熱エネルギーを作動液蒸気４−２に変換させ
ると共に分離型ヒートパイプの蒸気供給の為の強力なポ
ンプとしての役目をも発揮して分離型ヒートパイプの作
動を良好ならしめることが出来る。

図（ＩＪ）は図（イ）と基本構造は同様であるが作動液
の循環経路が逆方向の場合の実施例であり、その作動は
第１図（ロ）と全く同様である。従って分離型ヒートパ
イプの作動液帰還流路７により立入された作動液４−１
は外管コンテナの端末上部を密閉して設けられた作動液
溜め４ｂを経由して作動液流路４−３、蒸気流路４−４
に沿って更に螺旋状流路及び蒸気溜め４ａを経由して内
管２内に作動液蒸気４−２として送入される。内管２は
分離型ヒートパイプの蒸気供給流路８に連結されてある
。この実施例の場合は流路方向規制手段である毛細管充
填材９は上部作動液溜めの底部、螺旋状フィンの上端部
に設けられてある。その作用は図（イ）の場合と全く同
等である。逆止め弁を併設する場合には作動液溜め４ｂ
内に設けるのは困難であるから作動液帰還流路７の適切
な位置に設けられてあっても良い。

上述の如き本発明を適用した分離型ヒートパイプの蒸気
発生部は従来構造の蒸気発生部の蒸発管に比較して数倍
以上の伝熱面積を有すると共に、熱交換効率が良好であ
るから、蒸発管本数を大幅に減少せしめ、又軽量化も可
能となり、高効率且つ高感度の分離型ヒートパイプを構
成することが出来る。

第５実施例 第７図は第４実施例と同様に分離型ヒートパイプに対す
る適用例であるが本実施例では作動液の凝縮部（放熱部
）に適用された例につき断面略図で示しである。構成及
び作用は第２図の基本構成と全く同じであり、図（イ）
には第２図（イ）が、図（ロ）には第２図（ＩＩＩ）が
適用されてある。基本構成と異なる点は外管コンテナ１
の下端が封鎖されてあって作動液溜め又は蒸気溜めとな
る空室４ｂが設けらてれあり、該空室４ｂは図（イ）に
おいては蒸気溜めであり、分離型と一ドパイブの蒸気供
給流路８に連結されてこれにより作動液蒸気が導入され
る様になっており、図（ロ）においては空室４ｂは作動
液溜めであり分離型ヒートパイプの作動液帰還流路７に
連結されてあって凝縮作動液を送出する様になっている
点である。従って図（イ）においては内管２内が作動液
送出流路になっていて分離型ヒートパイプの作動液帰還
流路７に連結されており、図（■）においては内管２は
分離型ヒートパイプの作動液蒸気供給流路７と連結され
てあって螺旋状フィン３によって形成される凝縮部分に
対して蒸気供給の役目をする。本実施例においても第４
実施例と同様に従来構造の凝縮部の凝縮管に比較して数
倍以上の伝熱面積と良好な熱交換効率を有するので凝縮
管本数を大幅に減少せしめ、又軽量化も可能となり、高
効率且つ高感度の分離型ヒートパイプを提供する。

第６実施例 第８図、第９図及び第１０図は何れも本発明に係る円筒
形ヒートパイプの熱交換部を通常の円筒形ヒートパイプ
に適用した場合の実施例であって何れも基本構成である
第１図（（）、　（０）及び第２図＜イ）、　（ＩＩＩ
）を組合わせて同一の外管コンテナ内に形成したもので
ある。各図における各部分の作用効果及び符号は全く同
一である。

第６実施例においては第８図の断面略図に示す如く、受
熱部Ｃには第１図（ロ）の構造が用いられてあり、放熱
部Ａとしては第２図（ロ）の構造が用いられてあり、こ
れ等が外管１と内管２とからなる断熱部Ｂによって連結
して構成されてある。断熱部か受熱部の上部かにおける
所定の位置には、第４実施例である第６図（的と同構造
で且つ全く同等な作用効果の毛細管作用を有する充填材
９が充填されてある。この様に構成されてあるヒートパ
イプは充填材９の作用によって受熱部Ｃにおいて熱人力
６によって螺旋状フィン３により形成された螺旋状流路
内に発生した蒸気４−２は蒸気流４−４となって矢印の
方向に流れ、蒸気溜め４Ｃ部で流路方向を転換され放熱
部Ａにおける螺旋状流路内に送入され、放熱流５の冷却
作用によって凝縮された作動液流４−３として流れ、循
環サイクルを形成して作動を続ける。この作動は螺旋状
流路の作用及び流路方向転換部４ａ、４ｂの作用によっ
て作動液４−１が直接凝縮部に吹上げられることも突沸
による衝撃作用もないので、又大きな伝熱面積拡大率に
よって、ウィンクレス型ヒートバイブよりはるかに大き
な最大熱移送量が得られると共にウィック型ヒートパイ
プで発生する如き蒸気流と作動液流の干渉や作動液量過
多による性能低下を生ずることなく、より小さな熱抵抗
のヒートパイプを提供する。

第７実施例 第７実施例においては第９図の断面略図に示す如く、受
熱部Ｃには第１図（イ）の構造が用いられてあり、放熱
部Ａとしては第２図（イ）の構造が用いられてあり、こ
れ等が外管１と内管２とからなる断熱部Ｂによって連結
されてある。内管２内の所定の位置には、第４実施例で
ある第６図（イ）と同構造で且つ全く同等な作用効果を
有する毛細管充填材９が充填されてある。該充填材９０
作用により作動液４−１及びその蒸気４−２は夫々作動
液流４−３、蒸気流４−４の矢印の方向に、第６実施例
第８図の場合とは正反対の循環経路で気相液相の相変化
に依り受熱放熱のサイクルによる熱交換を行なう。該構
成のヒートパイプの作用効果は第６実施例と全く同等で
従来構造のヒートパイプの前述の問題点の総てを解決す
る。

第８実施例 第１０図は本発明に係る熱交換部の円筒形通常ヒートパ
イプに対する他の実施例である。該第８実施例は受熱部
Ｃとしては基本構成図である第１図（イ）の構造が採用
されてあり、放熱部Ａとしては第２図（Ｕ）の構造が使
用されてある。それ等を連結する断熱部は外管コンテナ
のみで大部分が形成され上部の一部分には放熱部を形成
する内管の一部分が突出しておりその先端部外周壁面と
外管コンテナの内周壁面との間には両面に密接して毛細
管作用を有する充填材９ｂが充填されてあって、作動液
溜めとして形成されてある。又受熱部Ｃにおける内管２
の内部の所定の位置には毛細管作用を有する充填材９ａ
が充填されてある。放熱部Ａの充填材９ｂと受熱部Ｃの
充填材９ａとの間は毛細管作用を有する紐状体１０か又
は毛細管で連結されてあり即ち再充填部間は毛細管作用
によって作動液が流通自在に形成されてある。この様な
コンテナ内に封止されてある作動液に熱入力６が作用す
ると螺旋状フィン３により気化して蒸気となり、充填材
９の作用により蒸気流４−４の方向に噴出する。受熱部
においては外管１の内周壁面に沿って流れた蒸気流は断
熱部において方向転換し、放熱部においては内管２内を
上方に流れて蒸気溜め４ａにおいて流路方向を転換せし
められて放熱部の螺旋状流路内に導入される。該流路で
放熱流５の作用によって冷却液化され作動液溜め４Ｃ及
び毛細管紐状体１０で連結された充填材９ａ、９ｂ　　
　　’を介して受熱部の内管２内に帰還させられ、作動
液溜め４ｂで再び流路方向を転換せしめられ再び受熱部
の螺旋状流路に戻り気化される。この様なサイクルで循
環し作動液の相変化により受放熱する第８実施例もその
性能においては第６実施例及び第７実施例と全く同等で
あって、従来構造ヒートパイプの各種問題点の総てを解
決することが出来る。第８実施例は第６実施例及び第７
実施例より構成が複雑ではあるが、受熱部においても放
熱部においても作動液流４−３は常に重力の助けが得ら
れるので作動が円滑に行なわれる利点がある。

ハ８発明の効果 上述の如き本発明に係る円筒形ヒートパイプの熱交換部
は作動液流と作動液蒸気流との相互干渉が全く生じるこ
となく、作動液が受熱部から放熱部に吹き上げる問題も
無い。従ってコンテナ内には充分な量の作動液を封入す
ることが可能となり、又作動液量に対応して充分に大き
な伝熱面積を有するフィンの装着が可能となり、これに
より単位表面積当りの受放熱流を充分に大きくすること
が可能となる。これは従来構造のヒートパイプでは考え
られなかった様な小型強力の大容量ヒートパイプの構成
を可能にするもので、大型大容量のヒートパイプ式熱交
換器や分離型ヒートパイプ熱交換器等の小型軽量化を可
能にする。又通常の円筒形ヒートパイプについても小型
大容量化が可能になると共に、受熱部、放熱部の挿入長
さが限定される様な場合でも本発明の適用により限定さ
れた長さの中に必要とする伝熱面積のフィンを形成する
ことが可能となる如くヒートパイプの利用を容易にする
効果もある。更に螺旋状フィンは内管又は外管と一体化
接着した強靭な構成を取ることが可能であるから従来の
挿入装着型のウィック型ヒートパイプ適用不可能であっ
た強度の衝撃や振動を受ける適用分野に対しても適用が
可能である。

多量の作動液封入が可能であるから断熱部も内外管２重
構造にすることにより性能を犠牲にすることなく長尺の
熱移送用ヒートパイプを構成することが可能となる効果
も発揮させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る円筒形ヒートパイプの
熱交換部の基本的な構成を示す縦断面図である。 第３図、第４図及び第５図は基本的な構成条件を満足す
る簡易で且つ安価に実施の可能な適用例を示す縦断面図
である。 第６図及び第７図は夫々分離型ヒートパイプの蒸気発生
部（受熱部）及び作動液凝縮部（放熱部）に適用した実
施例の断面略図である 第８図、第９図及び第１０図は夫々通常の円筒形ヒート
パイプに適用した場合の実施例を示す断面略図である。 Ａ・・・放熱部、Ｂ・・・断熱部、Ｃ・・・受熱部、１
・・・外管（コンテナ）、２・・・内管、３・・・螺旋
状フィン、４・・・流路方向転換部、５・・・放熱流、
６・・・熱入力流、４−１・・・帰還作動液、４−２・
・・作動液蒸気、４−３・・・作動液流、４−４・・・
蒸気流、４ａ・・・蒸気溜め又は作動液溜め、４ｂ・・
・作動液溜め又は蒸気溜め、９．９ａ、９ｂ・・・毛細
管充填材、工０・・・毛細管紐状体又は毛細管。 第１）図及び第１２図は従来構造の円筒形ヒートパイプ
の構造及び作動状態を示す断面略図、第１３図は従来構
造の分離型ヒートパイプの構成を示す略図。 ２１・・・コンテナ、２２・・・ウィック、２３−１・
・・作動液、２３−２・・・作動液滴、２３−３・・・
帰還作動液流、２３−４・・・蒸気流、２６・・・凝縮
部、２７・・・蒸気発生部、２８・・・１気供給流路、
２９・・・作動液帰還流路、３０・・・液循環用ポンプ
。 第１図 ４−１　　作動液 （イ）　　　　４−２　作動ｉ夜報気　　　　（ロ）４
−３　作動液流 ４−４　蒸ル定 ５　　放熱流 第２図 第３図　　　　　第４図 ４ａ　イ↑１砂ｎａｉ＝、ｙ＞　　゛ （イ）　　　　　４ｂ　蒸気溜め　　　　　（ロ）第６
図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）第７図 第８図　　　　　第９図 第１０図 第１）図　　　　第１２図 第１３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形ヒートパイプのコンテナの受熱部又は放熱
   部を形成している円筒管を外管としてあることを第１の
   構成要素とし、該外管の内部に同心状に配設されてある
   内管を第２の構成要素とし、外管の内周壁面と内管の外
   周壁面との間隙に介在せしめられ且つ両壁面に密に接着
   せしめられてあり、更に両壁面に沿って軸方向に螺旋状
   に設けられてある螺旋状フィンを第３の構成要素とし、
   ヒートパイプの一方の端部の内壁面と内管の一端及び螺
   旋状フィンの一端との間隙によりヒートパイプの該端部
   に所定の容積の蒸気溜め又は作動液溜めが形成されてあ
   って流路の方向転換部として構成されてあることを第４
   の構成要素とし、これ等の構成要素の総てを具備してい
   ることを特徴とする円筒形ヒートパイプの熱交換部。
2. （２）第３の構成要素は熱伝導性の良好な金属線で形成
   されてあることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   に記載の円筒形ヒートパイプの熱交換部。
3. （３）第３の構成要素は熱伝導性の良好な金属管で形成
   されてあることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   に記載の円筒形ヒートパイプの熱交換部。
4. （４）構成要素中の第２構成要素と第３構成要素として
   は、それ等が一体の金属材料で形成されてある螺旋状フ
   ィン付金属管が使用されてあることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載の円筒形ヒートパイプの熱交
   換部。
5. （５）熱交換部はループ型ヒートパイプ又は分離型ヒー
   トパイプの作動液蒸気の凝縮部であって、第２構成要素
   である内管の下端は蒸気供給流路に連結されており、第
   ３構成要素である螺旋状フィンで形成されてある流路の
   下端は、第１構成要素の外管下端と内管との間隙を密閉
   して設けられてある作動液溜めを介して作動液帰還流路
   に連結されて構成されてあるか、又は上述流路の流れ方
   向とは反対の経路で、作動液蒸気の供給流路は螺旋状フ
   ィンで形成されてある流路の下端に連結され、内管の下
   端は作動液の帰還流路に連結されて構成されてあるか、
   何れかの状態に構成されてあることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載の円筒形ヒートハイプの熱交
   換部。
6. （６）熱交換部はループ型ヒートパイプ又は分離型ヒー
   トパイプの作動液蒸気発生部であって、第２構成要素で
   ある内管の上端は作動液帰還流路に連結されてあり、内
   管内の所定の部分には毛細管作用を有する充填材が圧入
   充填されてあるか、該充填材の充填と併用して逆止め弁
   が設けられてあるかされてあり、第３構成要素である螺
   旋状フィンで形成されてある上端は、第１構成要素であ
   る外管の上端と内管との間隙を密閉して設けられてある
   蒸気溜めを介して作動液蒸気供給流路に連結されて構成
   されてあるか、又は上述の流路の流れ方向とは反対の経
   路で、作動液の帰還流路は螺旋状フィンで形成されてあ
   る流路の上端に連結され、該連結部付近の流路の所定の
   部分には毛細管作用を有する充填材が圧入充填されてあ
   るか、該充填材と併用して逆止め弁が設けられてあるか
   してあり、内管の上端は作動液蒸気供給流路に連結され
   て構成されてあるか、何れかの状態に構成されてあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の円筒
   形ヒートパイプの熱交換部。
7. （７）熱交換部は円筒形ヒートパイプの受熱部及び放熱
   部であって、夫々に４構成要素の総てを具備しており、
   両部を連結する断熱部か、該断熱部に隣接する受熱部の
   一部を含む断熱部は、外管及び内管のみからなり、該部
   分の所定の一部分には外管内壁面と内管外壁面の両面に
   密接して、毛細管作用を有する充填材が充満充填されて
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   の円筒形ヒートパイプの熱交換部。
8. （８）熱交換部は円筒形ヒートパイプの受熱部及び放熱
   部であって、夫々に４構成要素の総てを具備しており、
   両部を連結する断熱部は外管及び内管のみからなり、断
   熱部及び受熱部における内管内の所定の部分には毛細管
   作用を有する充填材が内壁面に密接して充満充填されて
   あるか、該充填材に併用して逆止め弁が設けられてある
   かされてあることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項に記載の円筒形ヒートパイプの熱交換部。
9. （９）熱交換部は円筒形ヒートパイプの受熱部及び放熱
   部であって、夫々に４構成要素の総てを具備しており、
   両部を連結する断熱部の一部には放熱部の内管が延長さ
   れて２重管構造になっており、該延長内管の底部外周壁
   面と外管の内周壁面との間隙には毛細管作用を有する充
   填材が両壁面に密着して充満充填されてあり、受熱部に
   おける第２構成要素である内管の上端部付近の所定の部
   分にも毛細管作用を有する充填材が密に充満充填されて
   あり、断熱部における毛細管充填材の充填部と受熱部内
   管内における毛細管充填材充填部とは相互に毛細管作用
   を有する紐状体か、中空金属細管で連結されてあること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の円筒状
   ヒートパイブの熱交換部。