KR100787953B1 - Heat pipe with light weight wick structure - Google Patents

Heat pipe with light weight wick structure Download PDF

Info

Publication number
KR100787953B1
KR100787953B1 KR1020000083679A KR20000083679A KR100787953B1 KR 100787953 B1 KR100787953 B1 KR 100787953B1 KR 1020000083679 A KR1020000083679 A KR 1020000083679A KR 20000083679 A KR20000083679 A KR 20000083679A KR 100787953 B1 KR100787953 B1 KR 100787953B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
heat pipe
wick
heat
wall
Prior art date
Application number
KR1020000083679A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020055471A (en
Inventor
권명안
권승안
Original Assignee
주식회사한국포조텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사한국포조텍 filed Critical 주식회사한국포조텍
Priority to KR1020000083679A priority Critical patent/KR100787953B1/en
Publication of KR20020055471A publication Critical patent/KR20020055471A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100787953B1 publication Critical patent/KR100787953B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/04Heat-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
    • F28D15/046Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-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
    • F28D15/02Heat-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
    • F28D15/0266Heat-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 separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 히트 파이프에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다공성 구조의 폴리비닐 알콜(PVA) 스폰지 또는 펄프 등의 가볍고 모세관 현상이 우수한 윅을 파이프의 내벽에 부착시킨 모세관 현상이 우수한 경량 윅 구조의 히트 파이프에 관한 것이다. 본 발명의 히트 파이프는 양 단부(11a, 11b)가 진공 상태로 밀폐된 중공 금속 파이프(11)와, 금속 파이프(11)의 내벽에 부착된 모세관 현상이 우수한 경량의 다공성 윅(12)과, 중공 파이프(11) 내부에 충진된 작동 유체를 포함한다.The present invention relates to a heat pipe, and more particularly, a light wick heat pipe having excellent capillary effect by attaching a light and excellent capillary phenomenon such as porous polyvinyl alcohol (PVA) sponge or pulp to the inner wall of the pipe. It is about. The heat pipe of the present invention includes a hollow metal pipe 11 having both ends 11a and 11b sealed in a vacuum state, a lightweight porous wick 12 having excellent capillary action attached to an inner wall of the metal pipe 11, It comprises a working fluid filled inside the hollow pipe (11).

본 발명의 히트 파이프는 상하좌우 어느 방향으로도 열 전달이 우수하며 파이프의 양단은 축관 마감을 하여 작업 공정을 단순화하였다.Heat pipe of the present invention is excellent in heat transfer in any of the up, down, left and right directions and both ends of the pipe has a shaft tube finish to simplify the work process.

히트 파이프, 윅, 폴리비닐 알콜(PVA) 스폰지, 펄프Heat pipes, wicks, polyvinyl alcohol (PVA) sponges, pulp

Description

경량 윅 구조의 히트 파이프 {HEAT PIPE WITH LIGHT WEIGHT WICK STRUCTURE}Heat pipe with lightweight wick structure {HEAT PIPE WITH LIGHT WEIGHT WICK STRUCTURE}

도1은 종래의 일반적인 윅 구조의 히트 파이프를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a heat pipe of a conventional general wick structure.

도2 내지 도4는 본 발명에 의한 히트 파이프의 구조와 이의 제조 방법을 도시한 히트 파이프의 종단면도.2 to 4 are longitudinal sectional views of a heat pipe showing the structure of the heat pipe according to the present invention and a manufacturing method thereof.

도5 내지 도7은 본 발명의 히트 파이프의 파이프 내벽에 부착 및 삽입된 윅의 권선된 상태를 도시한 단면도.5 to 7 are cross-sectional views showing a wound state of a wick attached and inserted into the pipe inner wall of the heat pipe of the present invention.

도8은 본 발명에 의한 히트 파이프와 종래의 히트 파이프의 작동 성능을 비교 실험하기 위하여 히트 파이프의 실험 상태를 도시한 개략도.8 is a schematic diagram showing an experimental state of a heat pipe in order to compare and test the operating performance of the heat pipe and the conventional heat pipe according to the present invention;

도9는 본 발명에 의한 히트 파이프와 종래의 히트 파이프의 작동 성능을 비교 실험한 결과를 도시한 도표. 9 is a table showing the results of a comparative experiment of the operating performance of the heat pipe according to the present invention and the conventional heat pipe.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1, 10 : 히트 파이프1, 10: heat pipe

2, 12 : 윅(WICK)2, 12: Wick

3 : 금속 망사3: metal mesh

14 : 주입관14: injection tube

16 : 폐쇄부16: closed part

18 : 밀폐부18: sealing part

본 발명은 히트 파이프에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다공성 구조의 폴리비닐 알콜(PVA) 스폰지 또는 펄프 등의 가볍고 모세관 현상이 우수한 윅을 파이프의 내벽에 부착시킨 모세관 현상이 우수한 경량 윅 구조의 히트 파이프에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe, and more particularly, a light wick heat pipe having excellent capillary effect by attaching a light and excellent capillary phenomenon such as porous polyvinyl alcohol (PVA) sponge or pulp to the inner wall of the pipe. It is about.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 모세관 현상식 히트 파이프(1)는, 금속 파이프(2)의 내벽에 촘촘하고 얇은 금속 망사(3)를 부착하거나, 금속 파이프(2)의 내벽에 촘촘하고 미세한 홈을 형성하거나, 또는 두 가지 방법을 혼용한 금속 파이프에 메틸 알콜, 아세톤, 물(증류수) 등의 작동 액체를 주입하고 금속 파이프를 진공으로 밀폐하여, 제조하여 왔다. 이러한 모세관 현상식 히트 파이프(1)는, 금속 망사(3)를 부착한 히트 파이프(1)의 한 단부(1a)를 (도시하지 않은) 외부 열원으로 가열하면 가열된 단부(1a)에서 작동 액체가 증발하고, 증발된 작동 유체는 기체 상태로 히트 파이프의 중공 부분(1b)을 통해 화살표(A) 방향으로 가열되지 않은 다른쪽 단부(1c)로 이동하면서 증발 잠열을 히트 파이프의 외부 주위로 전달하여 응축되고, 응축된 액체는 금속 망사(3) 또는 홈을 통해 모세관 현상에 의해 화살표(B) 방향으로 가열 부위, 즉 단부(1a)로 귀환되고, 다시 증발하는 식으로 계속적인 열 전달이 이루어지도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional capillary development type heat pipe 1 attaches a dense and thin metal mesh 3 to the inner wall of the metal pipe 2, or close to the inner wall of the metal pipe 2; It has been produced by injecting a working liquid such as methyl alcohol, acetone, water (distilled water) into a metal pipe having a fine groove or using a combination of the two methods, and sealing the metal pipe by vacuum. This capillary development heat pipe 1 is a working liquid at the heated end 1a when one end 1a of the heat pipe 1 with the metal mesh 3 is heated with an external heat source (not shown). Evaporate, and the evaporated working fluid transfers the latent heat of evaporation around the outside of the heat pipe, moving in the gaseous state through the hollow portion 1b of the heat pipe to the other end 1c that is not heated in the direction of the arrow A. Condensed, and the condensed liquid returns to the heating site, that is, the end 1a in the direction of the arrow B by capillary action through the metal mesh 3 or the grooves, and evaporates again, thereby providing continuous heat transfer. It is configured to

종래에는 이러한 촘촘한 금속 망사를 이용한 히트 파이프가 가장 많이 사용 되어 왔다. 그러나, 이러한 히트 파이프는 그 전체 내벽에 촘촘한 금속 망사를 접착시켜야 하므로 히트 파이프가 가늘거나 긴 경우 그 제조가 어렵고 이에 따라 제조 경비가 상승하게 된다. 또한, 이러한 히트 파이프를 절곡시켜야 하는 경우, 파이프를 절곡된 상태로 그 내벽에 금속 망사를 접착시키기는 상당히 어렵고, 금속 망사를 접착시킨 상태에서 히트 파이프를 제조한 후 절곡시키면 절곡부에서 금속 망사가 손상되어 열 전달이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. 이러함에도 이러한 히트 파이프는 모세관 현상에 의한 작동 유체 이동력이 낮은 문제점이 있었다.Conventionally, heat pipes using such a dense metal mesh have been most used. However, such a heat pipe is required to adhere a dense metal mesh to the entire inner wall of the heat pipe is difficult to manufacture when the heat pipe is thin or long, thereby increasing the manufacturing cost. In addition, when the heat pipe needs to be bent, it is very difficult to bond the metal mesh to the inner wall of the pipe in a bent state, and when the heat pipe is manufactured and bent after the metal mesh is bonded, the metal mesh in the bent portion There was a problem that the heat transfer is not good because of damage. Even in this case, such a heat pipe has a problem of low working fluid movement force due to capillary action.

이러한 문제점 때문에 최근에는 모세관 현상에 의한 작동 유체 이동력이 비교적 양호한 윅으로써, 파이프 내벽에 금속 분말을 소결시킨 형태의 윅을 사용하는 히트 파이프를 사용하고 있다. 이러한 형태의 윅인 소결된 금속 분말에는 연속된 기공들이 미세하게 존재하므로, 이 기공들을 통한 모세관 현상에 의해 작동 유체 이동력이 비교적 양호하여 비교적 열전도성이 우수하지만, 이러한 히트 파이프는 금속 망사를 사용하는 히트 파이프보다 그 제조 공정이 더 복잡하고 제조 비용이 높은 단점을 갖고 있으며, 또한 중량이 너무 무거운 단점이 있다.Due to these problems, recently, a wick having a relatively good working fluid movement force due to a capillary phenomenon is used, and a heat pipe using a wick in which a metal powder is sintered on an inner wall of a pipe is used. In the sintered metal powder of this type of wick, fine pores are present in the sintered metal powder, so that the working fluid movement force is relatively good due to the capillary action through these pores, so that the heat pipe is relatively good. Its disadvantage is that its manufacturing process is more complicated and its manufacturing cost is higher than that of a heat pipe, and its weight is too heavy.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 윅과는 전혀 다른 새로운 형태의 윅을 사용하여, 촘촘한 홈 및/또는 미세한 금속 망사를 이용한 또는 이 두 가지를 혼용한 히트 파이프의 제조 공정이 어렵고 제조 비용이 높은 문제점과 소결 분말 금속을 사용하는 윅 구조의 히트 파이프는 모세관 현상에 의한 작동 유체 이동력은 비교적 양호하나 제조 공정이 복잡하고 가격 상승이 수반되며 중량이 무거워지는 문제점을 다공성 구조의 저렴한 PVA 스폰지 또는 펄프 등 가볍고 가공이 용이한 윅 구조로 개선하여 열 전도성이 우수한 히트 파이프를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to use a new type of wick which is completely different from the conventional wick, and the manufacturing process of the heat pipe using dense grooves and / or fine metal meshes or a combination of the two is difficult and has high manufacturing cost. The wick structure heat pipe using sintered powder metal has a relatively good working fluid movement force due to capillary action, but the manufacturing process is complicated, the price increases, and the weight becomes heavy. The lightweight and easy-to-process wick structure is improved to provide a heat pipe with excellent thermal conductivity.

이제, 본 발명을 첨부 도면과 함께 보다 상세히 설명한다.The invention is now described in more detail with the accompanying drawings.

도2 내지 도4에는 본 발명에 의한 히트 파이프(10)의 구조와 이의 제조 방법이 도시되어 있다. 2 to 4 show the structure of the heat pipe 10 according to the present invention and its manufacturing method.

히트 파이프(10)는 양 단부(11a, 11b)가 진공 상태로 밀폐된 중공 금속 파이프(11)와, 금속 파이프(11)의 내벽에 부착된 윅(12)과, 중공 파이프(11) 내부에 충진된 작동 유체를 포함한다.The heat pipe 10 includes a hollow metal pipe 11 in which both ends 11a and 11b are sealed in a vacuum state, a wick 12 attached to an inner wall of the metal pipe 11, and a hollow pipe 11 inside the hollow pipe 11. Filled working fluid.

이러한 히트 파이프(10)를 제조하는 방법은, 먼저, 중공 금속 파이프(11)의 한 단부(11a)를 축관하여 밀폐한 후 그 파이프(11)의 내벽에 윅(12)을 부착한다(도2). 그 연후에 단부(11b)를 축관하고(도3), 진공 하에서 반대편 단부(11b)쪽의 주입관(14)을 통해 작동 유체를 주입하면서 주입관(14)에 폐쇄부(16)를 형성하고 폐쇄부(16)를 밀폐부(18)로 밀봉하여 히트 파이프(10)를 제조한다(도4). 중공 금속 파이프(11)의 각 단부(11a, 11b)를 축관하여 폐쇄하였지만, 이는 한 예로써 기재한 것이고, 다른 방법으로 단부를 폐쇄하는 것도 가능하다. 예를 들면, 금속 마개를 사용하여 한 단부 또는 양 단부에 용접 또는 접착 등의 방법으로 폐쇄하는 것도 가능하다. In the method for manufacturing the heat pipe 10, first, one end 11a of the hollow metal pipe 11 is sealed by condensation, and then the wick 12 is attached to the inner wall of the pipe 11 (Fig. 2). ). After that, the end 11b is conduited (FIG. 3), and the closing portion 16 is formed in the injection tube 14 while injecting the working fluid through the injection tube 14 on the opposite end 11b under vacuum. The closure 16 is sealed with a closure 18 to produce a heat pipe 10 (FIG. 4). Although each end 11a, 11b of the hollow metal pipe 11 was closed in a axial manner, this is described as an example, and it is also possible to close the end in other ways. For example, it is also possible to close to one end or both ends using a metal plug by welding or gluing.

히트 파이프(10)의 열 전달은 금속 파이프(11)의 관벽을 통해 이루어지므로, 중공 금속 파이프(11)는 열전도성이 뛰어 나고 밀폐된 히트 파이프의 내부의 압력 과 장시간 사용에 충분히 견딜 수 있는 구리, 철, 알루미늄 및 스테인레스강 등으로 제조하지만, 주로 구리 파이프를 많이 사용한다.Since heat transfer of the heat pipe 10 is made through the pipe wall of the metal pipe 11, the hollow metal pipe 11 is excellent in thermal conductivity and copper which can sufficiently withstand the pressure inside the sealed heat pipe and its long time use. Manufactured from iron, aluminum and stainless steel, but mainly using copper pipes a lot.

윅(12)은 가볍고 모세관 현상이 우수한 다공성 구조의 PVA 스폰지 또는 펄프, 면직, 화학 섬유, 부직포(예, 부직 폴리에스텔) 및 발포 폴리 우레탄 등의 재료를 사용한다. 특히, PVA 스폰지는 산 촉매제(acid catalyst)로 용해된 수용성 PVA로 제조된 것으로, 입체적으로 완전히 상호 연결되는 수많은 기공을 갖고 있어 흡수성 및 모세관력이 커서 작동 유체의 이동력이 뛰어난 재료이다. 이러한 PVA 스폰지와 펄프 종류의 윅은 마른 상태에서는 빳빳한 상태로 수축되어 있어, 파이프(11)로의 삽입이 용이하고 또한 삽입후 작동 액체를 주입하면 적당히 팽창되어 파이프(11)의 내벽면에 자연적으로 밀착하게 된다. 또한, 작동 액체에 젖은 상태에서는 내열성이 강하여 일반적으로 150 ℃ 이하의 온도에서는 히트 파이프의 작동에 전혀 지장을 주지 않으며, 직선형 히트 파이프(10)를 절곡할 지라도 금속 망사의 윅과는 달리 절곡부에서 PVA 스폰지와 펄프 종류의 윅(12)은 부드럽게 절곡되어 손상되지 않아 여러 가지 필요한 형태의 히트 파이트의 제작이 용이하다. 본 발명에 사용되는 윅 재료에 관해서는 실시예와 함께 보다 상세히 후술한다.The wick 12 uses materials such as PVA sponge or pulp of light weight and excellent capillary effect, cotton fabric, chemical fiber, nonwoven fabric (eg, nonwoven polyester), and polyurethane foam. In particular, the PVA sponge is made of water-soluble PVA dissolved with an acid catalyst, and has a large number of pores which are completely interconnected three-dimensionally. These PVA sponges and pulp type wicks are shrunk to a dry state in a dry state, and are easily inserted into the pipe 11, and when the working liquid is injected after insertion, they are properly inflated to naturally adhere to the inner wall surface of the pipe 11. Done. In addition, since the heat resistance is strong when wet with the working liquid, it generally does not interfere with the operation of the heat pipe at a temperature of 150 ° C. or lower, and even when the straight heat pipe 10 is bent, unlike the wick of the metal mesh, The wick 12 of the PVA sponge and pulp type is softly bent and not damaged to facilitate the manufacture of various types of heat pipes. The wick material used in the present invention will be described later in more detail with examples.

작동 유체는 기화성이 우수한 암모니아, 프레온, 메탄올, 물, 유기성 매체(아세톤) 등의 액체이다. 작동 유체는 작동 온도 영역 및 용기 재질과의 적합성에 따라 아래 표와 같이 분류된다.The working fluid is a liquid such as ammonia, freon, methanol, water, organic medium (acetone), which has excellent vaporization. Working fluids are classified as shown in the table below, depending on their operating temperature range and their compatibility with the vessel material.

작동 온도 (℃)Working temperature (℃) 작동 유체Working fluid 용기 재질과의 적합성 (○:적합 X:부적합)Compatibility with container material (○: suitable X: unsuitable) iron 구리Copper 알루미늄aluminum 스테인레스강Stainless steel -60 내지 50-60 to 50 암모니아ammonia -40 내지 120-40 to 120 프레온Freon 10 내지 3010 to 30 메탄올Methanol 30 내지 20030 to 200 water 150 내지 300150 to 300 유기성 매체Organic medium

밀폐부(18)는 금속 또는 플라스틱 캡을 접착제로 밀폐시켜 부착하거나, PVC, 베크라이트, 테프론 등으로 밀폐시키는 것도 가능하다.The sealing portion 18 may be attached by sealing a metal or plastic cap with an adhesive, or may be sealed with PVC, bakelite, Teflon, or the like.

도5 내지 도7에는 윅(12)이 파이프(11)의 내벽에 부착된 여러 형태가 도시되어 있다. 이에 의하면, 윅(12)은 파이프(11)의 내벽에 1회 권선(도5), 약 2회 권선(도6) 또는 부분 권선(도7)되어 부착되어 있다. 히트 파이프의 외경은 3 mm 내지 20 mm 이다. 히트 파이프의 외경에 따라 그 내경이 변화되는데, 내경이 작을 경우 그 내부의 증발 기체 이동 통로가 협소하여 충분한 증발 기체 이동 통로를 확보하기 위해 윅의 권선은 1/4회 내지 1회 미만으로 하며, 반대로 히트 파이프의 내경이 큰 경우에는 1회 내지 2회 권선한다. 5-7 show various forms in which the wick 12 is attached to the inner wall of the pipe 11. According to this, the wick 12 is attached to the inner wall of the pipe 11 by one winding (Fig. 5), about two windings (Fig. 6), or a partial winding (Fig. 7). The outer diameter of the heat pipe is 3 mm to 20 mm. The inner diameter changes according to the outer diameter of the heat pipe. When the inner diameter is small, the winding of the wick is less than 1/4 to less than one time to secure a sufficient evaporation gas passage path. On the contrary, when the inner diameter of the heat pipe is large, the winding is performed once or twice.

또한, 윅(12)은 히트 파이프의 용도에 따라 길이 방향으로 전 길이에 걸쳐 부착시킬 수도 있지만 가열 부위에 부분적으로 부착시키는 것도 가능하다. 즉, 1 m의 히트 파이프인 경우, 가열 부위로부터 10 내지 200 mm 지점까지만 부분적으로 부착시킨다. 이는, 도1을 참고로 하여 볼 때, 히트 파이프의 사용시 외부 열원이 존재하는 금속 파이프(11)의 한 단부(11a)가 다른 단부(11c)보다 낮은 곳에 위치하도록 사용하는 경우에 증발된 작동 유체가 자연 대류에 의해 열전달이 이루어 질 수 있기 때문에 가능하다. 이에 의해, 제조시 작업이 용이하고 경제적인 부담을 줄일 수 있다. 전체적으로 사용하는 경우는 상술한 경우와는 달리 열원이 상부 또는 수평면으로 위치하도록 히트 파이프를 사용하는 경우이다. 또한, 본 발명의 윅 재료와 종래의 금속 망사를 함께 사용하는 것도 가능하다. 즉, 금속 망사가 비록 본 발명의 PVA 스폰지 등과 비교할 때 흡수성 및 모세관력이 적어 작동 유체의 이동력이 낮지만 내열성이 뛰어 나기 때문에 열원 부위 약 10 내지 200 mm 정도는 금속 망사로 윅을 구성하고 나머지 부분을 본 발명의 PVA 스폰지 등을 사용하는 것도 가능하다. In addition, although the wick 12 may be attached over the entire length in the longitudinal direction depending on the use of the heat pipe, it is also possible to partially attach the wick 12 to the heating portion. That is, in the case of a 1 m heat pipe, it is only partially attached to the point of 10 to 200 mm from the heating site. 1, the working fluid evaporated when the heat pipe is used so that one end 11a of the metal pipe 11 where the external heat source is present is located lower than the other end 11c. This is possible because heat transfer can be achieved by natural convection. Thereby, the work at the time of manufacture is easy and an economic burden can be reduced. In the case of using as a whole, unlike the case described above, the heat pipe is used so that the heat source is located in the upper or horizontal plane. It is also possible to use the wick material of the present invention together with a conventional metal mesh. That is, although the metal mesh is less absorbent and capillary force as compared to the PVA sponge of the present invention, the movement fluid of the working fluid is low, but the heat resistance is excellent, so the heat source site is about 10 to 200 mm to form the wick with the metal mesh and the rest It is also possible to use the PVA sponge etc. of this invention for a part.

(실시예 1)(Example 1)

본 발명에 의한 히트 파이프와 종래의 히트 파이프의 작동 성능을 비교 실험하기 위하여, 내경이 110 mm, 외경이 127 mm이고, 길이가 110 cm인 구리 재질의 파이프의 내벽에 110 cm 길이의 1회 권선시킨 PVA 스폰지 윅과 종래의 금속 망사를 부착시킨 히트 파이프들을 사용하여, 온도와 열전달 시간 시험을 수행하였다. 작동 유체는 파이프 내부의 전체 부피에 대하여 약 6 %의 메틸 알콜을 사용하였다. 대기 온도는 23 ℃, 습도는 65%인 대기 조건에서, 도8에서와 같이 각 히트 파이프가 열원에 노출되는 부위의 길이는 약 10 cm이고, 각 히트 파이프에 열원으로부터 0.1 m, 0.5 m, 1 m 지점을 표시하고, 히트 파이프는 수평으로 유지시켰으며 열원은 60 ℃의 물로 하여 시간 경과에 따라 10초 단위로 10초 내지 60초까지의 각 지점의 온도를 측정하였다. 그 결과, 도9에 도시된 도표에서와 같이, 본 원의 PVA 스폰지 윅을 사용하는 히트 파이프는 금속 망사의 윅을 사용하는 히트 파이프와 비교할 때, 각 지점에서의 온도가 항상 높았으며, 최초 40초 동안에는 상당한 온도차가 남 을 알 수가 있다. 이에 따르면, 본원의 히트 파이프가 종래의 것과 비교할 때, 우수한 열 전달 효율의 증가를 가져 왔다. In order to compare and test the operating performance of the heat pipe according to the present invention and the conventional heat pipe, a winding of 110 cm in the inner wall of the copper pipe having an inner diameter of 110 mm, an outer diameter of 127 mm and a length of 110 cm Temperature and heat transfer time tests were performed using heat pipes with attached PVA sponge wicks and conventional metal mesh. The working fluid used about 6% methyl alcohol relative to the total volume inside the pipe. At atmospheric conditions with an atmospheric temperature of 23 ° C. and a humidity of 65%, the length of each heat pipe exposed to the heat source is about 10 cm as shown in FIG. 8, and 0.1 m, 0.5 m, 1 from the heat source to each heat pipe. The m point was marked, the heat pipe was kept horizontal, and the heat source was water at 60 ° C., and the temperature at each point from 10 to 60 seconds in 10 seconds was measured over time. As a result, as shown in the diagram shown in Fig. 9, the heat pipes using the PVA sponge wicks of this application had always had a high temperature at each point, compared to the heat pipes using the metal mesh wicks, and the first 40 In seconds, a significant temperature difference remains. According to this, the heat pipes of the present invention resulted in an excellent increase in heat transfer efficiency when compared to the conventional one.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 2에서는 종래의 금속 망사를 사용한 히트 파이프와 본 발명의 여러 가지 재료를 사용한 히트 파이프를 비교 실험을 하기 위해 실시예 1과 동일한 조건으로 실험하였지만, 각 지점에서 60초 경과시의 온도를 측정하고, 1 m 지점과 0.1 m 지점간의 온도 편차를 계산하였다. 그 결과는 다음의 표와 같다.In Example 2, a heat pipe using a conventional metal mesh and a heat pipe using various materials of the present invention were tested under the same conditions as in Example 1 to perform a comparative experiment, but the temperature after 60 seconds at each point was measured. The temperature deviation between the 1 m point and the 0.1 m point was calculated. The results are shown in the table below.

윅 재료Wick material 접촉부 온도 (℃)Contact temperature (℃) 각 측정 지점에서의 온도 (℃)Temperature at each measuring point (° C) 온도 편차 (℃) Temperature range (℃) 0.1 m0.1 m 0.5 m0.5 m 1 m1 m 금속 망사Metal mesh 6060 47.047.0 44.244.2 42.342.3 4.74.7 PVA 스폰지PVA Sponge 6060 52.852.8 51.251.2 49.649.6 3.23.2 펄프pulp 6060 52.452.4 50.750.7 48.848.8 3.63.6 면직dismission 6060 52.252.2 50.450.4 48.448.4 3.83.8 화학섬유(나일론)Chemical Fiber (Nylon) 6060 48.648.6 47.647.6 44.244.2 4.44.4 발포 폴리우레탄Foamed polyurethane 6060 48.248.2 46.546.5 43.743.7 4.64.6 부직 폴리에스텔Nonwoven polyester 6060 47.347.3 45.445.4 43.043.0 4.34.3

이에 의하면, 본 발명에 의한 윅 재료인 PVA 스폰지 등이 금속 망사와 비교할 때, 우수한 열전달 효과가 있음을 알 수 있다. According to this, it turns out that the PVA sponge etc. which are the wick material by this invention have the outstanding heat transfer effect compared with a metal mesh.

종래의 모세관 현상식 히트 파이프는 주로 금속 망사나 소결 금속 분말을 사용하여 제조 공정이 복잡하고 무거우며 비용이 많이 드는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 앞서 설명한 것처럼, 다공성 소재의 가볍고 저렴한 소재를 사용함으로서 선행기술보다 공정이 간편할 뿐 만 아니라 절곡성이 양호하고, 삼투압 현상에 의한 작동 유체의 이동이 증가하여 열전달 효과가 훨씬 우수하며, 또한 경량성, 경제성에서도 우수한 효과가 있다.Conventional capillary heat pipes have a problem that the manufacturing process is complicated, heavy and expensive mainly using metal mesh or sintered metal powder, but in the present invention, as described above, by using a light and inexpensive material of a porous material Not only is the process simpler than the technique, but also has good bendability, and the movement of the working fluid due to the osmotic phenomenon is increased, so that the heat transfer effect is much better, and the weight and economy are also excellent.

Claims (6)

양 단부(11a, 11b)가 진공 상태로 밀폐된 중공 금속 파이프(11)와;A hollow metal pipe 11 whose both ends 11a and 11b are sealed in a vacuum state; 이 중공 금속 파이프(11)의 내벽에 부착된 모세관 현상이 우수한 경량의 다공성 윅(12)과;A lightweight porous wick 12 having excellent capillary action attached to the inner wall of the hollow metal pipe 11; 상기 중공 금속 파이프(11) 내부에 충진된 작동 유체로 구성된 것에 있어서,In the configuration consisting of a working fluid filled in the hollow metal pipe 11, 상기 중공 금속 파이프(11)의 단부(11b)에 주입관(14)을 형성한 후 상기 주입관(14)에는 폐쇄부(16)를 형성하여 밀폐부(18)로 밀봉하고, 이 중공 금속 파이프(11)의 내부에 부착되는 윅(12)은 천연섬유인 면직류로 구성되며, 이 윅(12)은 내경이 큰 중공 금속 파이프(11)의 내벽에 1회 내지 2회 권선되어 중첩되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프.After the injection pipe 14 is formed at the end portion 11b of the hollow metal pipe 11, the closing pipe 16 is formed in the injection pipe 14 to be sealed by the sealing part 18. The wick (12) attached to the inside of the (11) is composed of cotton direct current made of natural fibers, the wick (12) is wound one to two times on the inner wall of the hollow metal pipe (11) having a large inner diameter to overlap Heat pipe characterized by the above-mentioned. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020000083679A 2000-12-28 2000-12-28 Heat pipe with light weight wick structure KR100787953B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000083679A KR100787953B1 (en) 2000-12-28 2000-12-28 Heat pipe with light weight wick structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000083679A KR100787953B1 (en) 2000-12-28 2000-12-28 Heat pipe with light weight wick structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020055471A KR20020055471A (en) 2002-07-09
KR100787953B1 true KR100787953B1 (en) 2007-12-24

Family

ID=27687281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000083679A KR100787953B1 (en) 2000-12-28 2000-12-28 Heat pipe with light weight wick structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100787953B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101506907B1 (en) * 2014-11-18 2015-03-30 (주)위너스라이팅 Phase change cooling unit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100791854B1 (en) * 2006-04-25 2008-01-07 김병창 Heat pipe with the metal foam manufacturing methode
KR100791856B1 (en) * 2006-04-25 2008-01-07 김병창 Doiuble heat pipe manufacturing methode
KR101218669B1 (en) * 2011-04-18 2013-01-09 정춘식 Mattress heating apparatus having heat pipe
JP2017146024A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 古河電気工業株式会社 heat pipe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5960184A (en) 1982-09-28 1984-04-06 Fujikura Ltd Heat pipe
JPS63315888A (en) 1987-06-19 1988-12-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Liquid metal enclosed heat pipe
JPH01121690A (en) * 1987-11-02 1989-05-15 Agency Of Ind Science & Technol Structure of wick for heat pipe
JPH02157595A (en) * 1988-12-12 1990-06-18 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat pipe
KR19990086012A (en) * 1998-05-25 1999-12-15 정선종 Heat pipe with braiding wick structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5960184A (en) 1982-09-28 1984-04-06 Fujikura Ltd Heat pipe
JPS63315888A (en) 1987-06-19 1988-12-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Liquid metal enclosed heat pipe
JPH01121690A (en) * 1987-11-02 1989-05-15 Agency Of Ind Science & Technol Structure of wick for heat pipe
JPH02157595A (en) * 1988-12-12 1990-06-18 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat pipe
KR19990086012A (en) * 1998-05-25 1999-12-15 정선종 Heat pipe with braiding wick structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101506907B1 (en) * 2014-11-18 2015-03-30 (주)위너스라이팅 Phase change cooling unit

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020055471A (en) 2002-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4108239A (en) Heat pipe
US4067315A (en) Solar heat pipe
US4153041A (en) Solar energy collector
US4258780A (en) Dual cycle heat pipe-method and apparatus
US4674565A (en) Heat pipe wick
KR100787953B1 (en) Heat pipe with light weight wick structure
CN106884765A (en) For the system and method for energy conversion
US3777811A (en) Heat pipe with dual working fluids
Li et al. Superabsorbent fabric based on weft‐back weave structure for efficient evaporative cooling
JPH11515078A (en) Insulation system and method for providing an insulation system to a pipe or vessel (insulation system)
JPS5816187A (en) Heat transfer device
US3884296A (en) Storable cryogenic heat pipe
KR200238395Y1 (en) Heat pipe with metal fiber wick structure
KR101047443B1 (en) Heat pipe and heating unit employing it
KR200344927Y1 (en) heat pipe and heating unit using the same
SU759832A1 (en) Heat pipe
JPS63123992A (en) Heat transporting pipe
JP3008866B2 (en) Evaporator for capillary pump loop and heat exchange method thereof
KR100388058B1 (en) Method of Manufacturing Sintered Wick
SU520492A1 (en) Heat pipe
JPS63148092A (en) Cold-sensing structure
KR101218670B1 (en) Heat pipe using wick coated carbon nanotube
CN211450069U (en) Transport pipe way insulation cover
JP2006010141A (en) Double tube type heat pipe
KR101106194B1 (en) heat pipe heating unit having aero fin

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111214

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130114

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee