JPS63315888A - 液体金属封入ヒ−トパイプ - Google Patents
液体金属封入ヒ−トパイプInfo
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- JPS63315888A JPS63315888A JP15128887A JP15128887A JPS63315888A JP S63315888 A JPS63315888 A JP S63315888A JP 15128887 A JP15128887 A JP 15128887A JP 15128887 A JP15128887 A JP 15128887A JP S63315888 A JPS63315888 A JP S63315888A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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〕
本発明は例えば宇宙用熱機関、一般内燃機関、その他の
高温熱交換装置に用いる液体金属封入ヒートパイプに関
する。
高温熱交換装置に用いる液体金属封入ヒートパイプに関
する。
従来の液体金属封入ヒートパイプの一例を第４図に示す
。
。
第４図に示す従来の液体金属封入ヒートパイプは、密閉
された外管１、同外管１の側壁内面に取付けられたウィ
ック２、同ウィック２に囲まれた中空部３および封入さ
れた液体金属の作動流体により構成されており、上記の
作動流体の液体金属にはリチウム（Ｌ（）、ナトリウム
（ＮＧ）、カリウム■、水銀（Ｈｇ）などが用いられ、
またウィック２には第５図に示すような細い針金による
金網状のもの２ａ や第６図に示すよ５な細溝５を有す
る形状のもの２ｂ などが用いられる。
された外管１、同外管１の側壁内面に取付けられたウィ
ック２、同ウィック２に囲まれた中空部３および封入さ
れた液体金属の作動流体により構成されており、上記の
作動流体の液体金属にはリチウム（Ｌ（）、ナトリウム
（ＮＧ）、カリウム■、水銀（Ｈｇ）などが用いられ、
またウィック２には第５図に示すような細い針金による
金網状のもの２ａ や第６図に示すよ５な細溝５を有す
る形状のもの２ｂ などが用いられる。
上記のヒートパイプは安定作動状態においてはみ
加熱部分Ａにて外部から熱を吸収してウイック内の液状
の作動流体が沸騰・蒸発して中空部３に蒸気として放出
される。この蒸気は矢印りに示すよ５に上方に進行して
冷却部Ｂにて外部に放熱して凝縮し、液状の作動流体と
なりウイック２に付着する。液状の作動流体は矢印Ｃに
示すようにウイック２内を毛細管作用によって下降して
加熱部Ａに還る。このような循環により熱の輸送が継続
される。
の作動流体が沸騰・蒸発して中空部３に蒸気として放出
される。この蒸気は矢印りに示すよ５に上方に進行して
冷却部Ｂにて外部に放熱して凝縮し、液状の作動流体と
なりウイック２に付着する。液状の作動流体は矢印Ｃに
示すようにウイック２内を毛細管作用によって下降して
加熱部Ａに還る。このような循環により熱の輸送が継続
される。
従来の装置では、ヒートノ々イブ起動前には初期液溜り
４が管底にあり、加熱部Ａが加熱されることにより初期
液溜り４の作動流体が徐々に蒸発し冷却部Ｂで冷却され
液化するがウィック２に用いる金属と液状の作動流体と
の濡れ性が悪い場合には毛細管作用が不十分のため冷却
部Ｂから加熱部Ａに向ってウィック２内に連続した、あ
るいは全周に汎る液膜が仲々形成されない。このため加
熱部Ａのウイック２での吸熱量が少く、蒸発は初期液溜
り４０部分のみで生ずる状態が長く続くことがある。こ
のため、ウィック２全体に液膜流が出来て安定作動状態
になるまで、長時間を要するという問題点があった。
４が管底にあり、加熱部Ａが加熱されることにより初期
液溜り４の作動流体が徐々に蒸発し冷却部Ｂで冷却され
液化するがウィック２に用いる金属と液状の作動流体と
の濡れ性が悪い場合には毛細管作用が不十分のため冷却
部Ｂから加熱部Ａに向ってウィック２内に連続した、あ
るいは全周に汎る液膜が仲々形成されない。このため加
熱部Ａのウイック２での吸熱量が少く、蒸発は初期液溜
り４０部分のみで生ずる状態が長く続くことがある。こ
のため、ウィック２全体に液膜流が出来て安定作動状態
になるまで、長時間を要するという問題点があった。
本発明は上記の問題点を解決しようとするものである。
本発明では作動液封入前に予めウィック部の金、鋼材料
表面に蒸着薄膜表面処理法に依り銀（Ａ９）あるいは金
（Ａｓ） などの純金属で作動流体として用いる液体
金属元素との化合性がよくアマルガムを形成し易い金属
薄膜を蒸着させる。
表面に蒸着薄膜表面処理法に依り銀（Ａ９）あるいは金
（Ａｓ） などの純金属で作動流体として用いる液体
金属元素との化合性がよくアマルガムを形成し易い金属
薄膜を蒸着させる。
ヒートパイプの加熱部で蒸気となった作動流体は中空部
を上昇して冷却部に達し冷却部でウィックの表面に接触
して冷却液化する。ウィックの表面に蒸着された金属薄
膜は冷却液化した上記の作動流体と化合しアマルガムを
形成する。同アマルガムは作動流体の化合物のため濡れ
性が良好で十分な毛細管作用を行うため冷却部のウィッ
ク内の液状の作動流体は直ちに加熱部に環流され熱の輸
送を繰返す。
を上昇して冷却部に達し冷却部でウィックの表面に接触
して冷却液化する。ウィックの表面に蒸着された金属薄
膜は冷却液化した上記の作動流体と化合しアマルガムを
形成する。同アマルガムは作動流体の化合物のため濡れ
性が良好で十分な毛細管作用を行うため冷却部のウィッ
ク内の液状の作動流体は直ちに加熱部に環流され熱の輸
送を繰返す。
上記のようにウィックの表面に金属薄膜を形成すること
によってウィック表面の濡れ性が向上し十分な毛細管作
用を行うためヒートパイプの起動待初期液溜りは急速に
消滅し直ちに安定した作動状態に入ることができる。
によってウィック表面の濡れ性が向上し十分な毛細管作
用を行うためヒートパイプの起動待初期液溜りは急速に
消滅し直ちに安定した作動状態に入ることができる。
本発明の液体金属封入のヒートパイプの一実施例を第１
図および第２図に示す。
図および第２図に示す。
第１図に示す本発明の装置は、密閉された外管１、同外
管１の側壁内面に取付けられ表面に銀（Ａ９）の薄膜６
を蒸着し、第２図に示すような溝型形状のウィック２、
および中空部３により構成され、作動流体としてナトリ
ウム（Ｎａ）が外管１内に封入されている。
管１の側壁内面に取付けられ表面に銀（Ａ９）の薄膜６
を蒸着し、第２図に示すような溝型形状のウィック２、
および中空部３により構成され、作動流体としてナトリ
ウム（Ｎａ）が外管１内に封入されている。
上記において銀（Ａｇ）の薄膜蒸着およびす） ＩＪウ
ム（Ｎ、りの作動流体封入のプロセスは次の通りである
。
ム（Ｎ、りの作動流体封入のプロセスは次の通りである
。
まず、前処理としてウィック２を取付けた外管１を約９
００〜１，０００℃の高温および１ＱＱＴｏｒｒ程度の
真空状態に維持する。次に外管１内に銀（Ａ９ ）蒸気
を導入してウィック２０表面に銀（Ａｇ）を蒸着させ数
μ情の厚さの銀（Ａｇ）薄膜６を形成させる。
００〜１，０００℃の高温および１ＱＱＴｏｒｒ程度の
真空状態に維持する。次に外管１内に銀（Ａ９ ）蒸気
を導入してウィック２０表面に銀（Ａｇ）を蒸着させ数
μ情の厚さの銀（Ａｇ）薄膜６を形成させる。
上記処理の後、外管１内にナトリウム（ＮｃＬ） 液
ナトリウム（ＮｃＬ）液の充填完了後外管１は密閉され
ヒートパイプは製作完了となる。
ナトリウム（ＮｃＬ）液の充填完了後外管１は密閉され
ヒートパイプは製作完了となる。
上記のヒートパイプにおいて、加熱部Ａが加熱されるこ
とによって蒸発した初期液溜り４の液状のナトリウム（
Ｎａ）は中空部３を矢印りに示すように上昇し冷却部Ｂ
に達し銀（Ａｇ）の薄膜６が蒸着されたウィック２の表
面にて凝縮液化する。この凝縮液は直ちに銀（Ａ９）の
薄膜６と化合しウィック２の溝５の表面にアマルガムを
形成する。同アマルガムがナトリウム（Ｎ、）の化合物
のため液体ナトリウム（Ｎａ）７はウィック２の表面に
第３図に示すような形状で付着し良好な濡れ性を示す。
とによって蒸発した初期液溜り４の液状のナトリウム（
Ｎａ）は中空部３を矢印りに示すように上昇し冷却部Ｂ
に達し銀（Ａｇ）の薄膜６が蒸着されたウィック２の表
面にて凝縮液化する。この凝縮液は直ちに銀（Ａ９）の
薄膜６と化合しウィック２の溝５の表面にアマルガムを
形成する。同アマルガムがナトリウム（Ｎ、）の化合物
のため液体ナトリウム（Ｎａ）７はウィック２の表面に
第３図に示すような形状で付着し良好な濡れ性を示す。
そのため冷却部Ｂのウィック２０表面に付着した液体ナ
トリウム（Ｎ（１）はウィック２の毛細管作用により矢
印Ｃに示すように直ちに加熱部Ａに環流し熱の輸送を繰
返す。
トリウム（Ｎ（１）はウィック２の毛細管作用により矢
印Ｃに示すように直ちに加熱部Ａに環流し熱の輸送を繰
返す。
上記のようにウイック２の表面に銀（Ａｇ）の薄膜６を
蒸着させたことにより、ウィック２の表面が作動流体の
液体ナトリウム（Ｌｚ）Ｋ対して低温条件あるいは初期
接触においても良好な濡れ性を示し直ちにウィック２０
表面に液体ナトリウムの液膜が拡がり十分な毛細管作用
を行うため初期液溜り４は急速に消滅しヒートパイプは
速やかに安定した作動状態に入ることができる。
蒸着させたことにより、ウィック２の表面が作動流体の
液体ナトリウム（Ｌｚ）Ｋ対して低温条件あるいは初期
接触においても良好な濡れ性を示し直ちにウィック２０
表面に液体ナトリウムの液膜が拡がり十分な毛細管作用
を行うため初期液溜り４は急速に消滅しヒートパイプは
速やかに安定した作動状態に入ることができる。
なお、上記実施例は銀（Ａｌｌ））の薄膜をウイック内
面の全面に形成しているが、本発明においては、上記の
銀（Ａ９）の薄膜はウィックの溝の内面のみ等一部に形
成してもよく、この場合においても従来の装置に比べ起
動時の安定作動状態への移行の迅速性は改善される。
面の全面に形成しているが、本発明においては、上記の
銀（Ａ９）の薄膜はウィックの溝の内面のみ等一部に形
成してもよく、この場合においても従来の装置に比べ起
動時の安定作動状態への移行の迅速性は改善される。
ウィックの表面に作動流体と化合してアマルガムを形成
する金属薄膜を蒸着させることによりウィック表面の濡
れ性が向上し毛細管作用が良好に行われるようになり使
用姿勢、低温からの起動、振動壕境など悪条件下の使用
に際しても起動俊速やかに安定作動状態に入ることが可
能となる。
する金属薄膜を蒸着させることによりウィック表面の濡
れ性が向上し毛細管作用が良好に行われるようになり使
用姿勢、低温からの起動、振動壕境など悪条件下の使用
に際しても起動俊速やかに安定作動状態に入ることが可
能となる。
第１図は本発明の装置の実施例の説明図、第２図は第１
図のＩ−Ｉ矢視図、第３図は本発明の装置の濡れ性の説
明図、第４図は従来の装置の説明図、第５図は第４図の
■−■矢視図の一例、第６図は第４図の■−り矢視図の
他の例である。 １・・・外管、２・・・ウィック、２α・・・金網状ウ
ィック、２ｂ・・・溝型ウィック、３・・・中空部、４
・・・初期液溜り、５・・・溝、６・・・銀（Ａ９）の
薄膜、７・・・液体ナトリウム。 第１図
図のＩ−Ｉ矢視図、第３図は本発明の装置の濡れ性の説
明図、第４図は従来の装置の説明図、第５図は第４図の
■−■矢視図の一例、第６図は第４図の■−り矢視図の
他の例である。 １・・・外管、２・・・ウィック、２α・・・金網状ウ
ィック、２ｂ・・・溝型ウィック、３・・・中空部、４
・・・初期液溜り、５・・・溝、６・・・銀（Ａ９）の
薄膜、７・・・液体ナトリウム。 第１図
Claims (1)
- 液体金属を作動流体とするヒートパイプにおいて、外管
の側壁内面に取付けるウイックの内面に上記作動流体と
アマルガム層を形成し易い金属を蒸着させたことを特長
とする液体金属封入ヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15128887A JPH0646152B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 液体金属封入ヒ−トパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15128887A JPH0646152B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 液体金属封入ヒ−トパイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63315888A true JPS63315888A (ja) | 1988-12-23 |
| JPH0646152B2 JPH0646152B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=15515406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15128887A Expired - Lifetime JPH0646152B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 液体金属封入ヒ−トパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646152B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003079396A1 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Koninklijke Philips Electronics Nv | Liquid metal heat pipe structure for x-ray target |
| KR100787953B1 (ko) | 2000-12-28 | 2007-12-24 | 주식회사한국포조텍 | 경량 윅 구조의 히트 파이프 |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP15128887A patent/JPH0646152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100787953B1 (ko) | 2000-12-28 | 2007-12-24 | 주식회사한국포조텍 | 경량 윅 구조의 히트 파이프 |
| WO2003079396A1 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Koninklijke Philips Electronics Nv | Liquid metal heat pipe structure for x-ray target |
| US6807348B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-10-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Liquid metal heat pipe structure for x-ray target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0646152B2 (ja) | 1994-06-15 |
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