JPH0124996B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0124996B2 JPH0124996B2 JP59023662A JP2366284A JPH0124996B2 JP H0124996 B2 JPH0124996 B2 JP H0124996B2 JP 59023662 A JP59023662 A JP 59023662A JP 2366284 A JP2366284 A JP 2366284A JP H0124996 B2 JPH0124996 B2 JP H0124996B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- boiling
- heat pipe
- present
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-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
- F28D15/02—Heat-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
- F28D15/04—Heat-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
- F28D15/046—Heat-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
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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低熱流束域における沸騰特性が良好で
あり、かつ高熱流束域におけるバーンアウトを防
止した沸騰伝熱面に関し、さらには低熱流束域に
おける沸騰特性が良好であり、高熱流束域におけ
るフラツデイングを防止した受熱部を有するヒー
トパイプの沸騰伝熱面に関する。
あり、かつ高熱流束域におけるバーンアウトを防
止した沸騰伝熱面に関し、さらには低熱流束域に
おける沸騰特性が良好であり、高熱流束域におけ
るフラツデイングを防止した受熱部を有するヒー
トパイプの沸騰伝熱面に関する。
省エネルギー対策として種々の省エネルギー機
器が開発されているが、なかでも排熱回収システ
ムや太陽熱利用機器におけるヒートパイプの利用
は多数にのぼつている。
器が開発されているが、なかでも排熱回収システ
ムや太陽熱利用機器におけるヒートパイプの利用
は多数にのぼつている。
特に、熱サイホン型ヒートパイプは構造が簡単
で低コストであるため、利用範囲も広く実用化の
最も進んでいるものである。
で低コストであるため、利用範囲も広く実用化の
最も進んでいるものである。
ところが、現在使用されている熱サイホン型ヒ
ートパイプは管内面が平滑面であるため、沸騰特
性が悪く、特に低熱流束域での沸騰特性が悪いも
のとなつている。
ートパイプは管内面が平滑面であるため、沸騰特
性が悪く、特に低熱流束域での沸騰特性が悪いも
のとなつている。
又、沸騰特性を良好とするため、管内面を加工
して高性能沸騰伝熱面とすることも研究されてい
るが、管内面の加工は加工技術上困難が多く、コ
スト面から難しいものであつた。
して高性能沸騰伝熱面とすることも研究されてい
るが、管内面の加工は加工技術上困難が多く、コ
スト面から難しいものであつた。
一方、本出願人は多孔膜体やコイルスプリング
をヒートパイプ受熱部の内面に設け、沸騰特性を
改善したものを提案した。
をヒートパイプ受熱部の内面に設け、沸騰特性を
改善したものを提案した。
上記既提案のものは低熱流束域での沸騰特性が
改善されたものの、高熱流束域でも沸騰特性が良
いため、フラツデイングを生じてしまう。
改善されたものの、高熱流束域でも沸騰特性が良
いため、フラツデイングを生じてしまう。
すなわち、高熱流束域になると、大量のベーパ
ーが生ずるので、放熱部にて凝縮した媒体の流下
をベーパーの上昇流が妨げるものとなる。
ーが生ずるので、放熱部にて凝縮した媒体の流下
をベーパーの上昇流が妨げるものとなる。
さらに、沸騰伝熱面においては、熱流束が大き
くなると蒸気が伝熱面を覆つてしまい、バーンア
ウト現象が生ずる。
くなると蒸気が伝熱面を覆つてしまい、バーンア
ウト現象が生ずる。
このようなフラツデイングあるいはバーンアウ
トを小さな伝熱面過熱度のうちに越えてしまうと
ヒートパイプあるいは沸騰熱面としての作動特性
が低下して非定常的かつ不安定な挙動を示す。
トを小さな伝熱面過熱度のうちに越えてしまうと
ヒートパイプあるいは沸騰熱面としての作動特性
が低下して非定常的かつ不安定な挙動を示す。
そこで本発明の目的は、低熱流束域においては
過熱度が小さくても熱流束の低下はなく、高熱流
束域では過熱度が大きくなつてもその分だけ沸騰
特性が横へシフトするような沸騰伝熱面及び該沸
騰伝熱面を有するヒートパイプを提供するにあ
る。
過熱度が小さくても熱流束の低下はなく、高熱流
束域では過熱度が大きくなつてもその分だけ沸騰
特性が横へシフトするような沸騰伝熱面及び該沸
騰伝熱面を有するヒートパイプを提供するにあ
る。
以下、図によつて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すヒートパイプ
の断面図である。
の断面図である。
ヒートパイプ１は熱サイホン型ヒートパイプで
あり、ステンレス、その他の金属からできてい
る。ヒートパイプ１の上端は放熱部２となつてお
り、下端側は受熱部３となつている。ヒートパイ
プ１の内部には水又はフロンＲ―113などの作動
媒体が封入されている。
あり、ステンレス、その他の金属からできてい
る。ヒートパイプ１の上端は放熱部２となつてお
り、下端側は受熱部３となつている。ヒートパイ
プ１の内部には水又はフロンＲ―113などの作動
媒体が封入されている。
受熱部３の管内面には合成樹脂繊維からなる膜
体４が設けられている。膜体４は熱伝導が悪くか
つ内部に多数の空間のある多孔質状となつてい
る。膜体４の材質は合成樹脂の他にセラミツクな
どの非金属性材料が用いられる。膜体４の内側に
は金属性のコイルスプリングからなる保持具５が
設けられ、膜体４を管内面に押圧保持させてい
る。
体４が設けられている。膜体４は熱伝導が悪くか
つ内部に多数の空間のある多孔質状となつてい
る。膜体４の材質は合成樹脂の他にセラミツクな
どの非金属性材料が用いられる。膜体４の内側に
は金属性のコイルスプリングからなる保持具５が
設けられ、膜体４を管内面に押圧保持させてい
る。
コイルスプリングのピツチは、この実施例では
1.2mmであり、線径は１mmである。このため、線
と線との間の間隙は0.2mmとなつている。上記本
発明を説明するため、第２図に示す比較実験結果
を説明する。
1.2mmであり、線径は１mmである。このため、線
と線との間の間隙は0.2mmとなつている。上記本
発明を説明するため、第２図に示す比較実験結果
を説明する。
第２図は縦軸に熱流束（ｗ／cm2）横軸に過熱度
ΔT（oK）をとつた沸騰曲線である。
ΔT（oK）をとつた沸騰曲線である。
比較のため、管内平滑面ヒートパイプの沸騰曲
線Ａと線径１mmのコイルスプリングをピツチ５mm
で巻回して設けた場合の沸騰曲線Ｂを示す。そし
て、本発明の沸騰曲線がＣである。
線Ａと線径１mmのコイルスプリングをピツチ５mm
で巻回して設けた場合の沸騰曲線Ｂを示す。そし
て、本発明の沸騰曲線がＣである。
第２図からもわかるとおり、管内平滑面の沸騰
曲線ＡではΔTが小さい域では極端に熱流束が低
く、このため本発明の膜体及び保持具を設けたも
のの低熱流束域での沸騰特性の優秀性が判る。
曲線ＡではΔTが小さい域では極端に熱流束が低
く、このため本発明の膜体及び保持具を設けたも
のの低熱流束域での沸騰特性の優秀性が判る。
又、コイルスプリングのピツチの影響はΔTが
小さい域、すなわち低熱流束域では殆ど無いが、
ΔTが大きい域、すなわち高熱流束域では明確に
表われる。すなわち、ピツチが５mmの沸騰曲線Ｂ
ではΔTが大きい域で高い熱流束となり、フラツ
デイング現象あるいはバーンアウト現象Ｘを起こ
している。これに対し、ピツチが1.2mmの本発明
の沸騰曲線Ｃでは沸騰特性が横へシフトして、
ΔTが大きくなつても、その分だけ熱流束が大き
くなつていない。このため、フラツデイングを起
こすことがなく、広い温度範囲にわたつて安定な
動作特性を得ることができる。
小さい域、すなわち低熱流束域では殆ど無いが、
ΔTが大きい域、すなわち高熱流束域では明確に
表われる。すなわち、ピツチが５mmの沸騰曲線Ｂ
ではΔTが大きい域で高い熱流束となり、フラツ
デイング現象あるいはバーンアウト現象Ｘを起こ
している。これに対し、ピツチが1.2mmの本発明
の沸騰曲線Ｃでは沸騰特性が横へシフトして、
ΔTが大きくなつても、その分だけ熱流束が大き
くなつていない。このため、フラツデイングを起
こすことがなく、広い温度範囲にわたつて安定な
動作特性を得ることができる。
上記1.2mmピツチのものでの作用は次のような
ものと思われる。
ものと思われる。
ピツチが小さいため、膜の全体がコイルスプリ
ングにより押し付けられている状態となり、液体
が直接沸騰面に接する面積が小である。しかも、
膜体が合成樹脂製であるため熱伝導が悪く、結
局、熱流量を上げたとき、膜体での温度降下が大
きくなる。
ングにより押し付けられている状態となり、液体
が直接沸騰面に接する面積が小である。しかも、
膜体が合成樹脂製であるため熱伝導が悪く、結
局、熱流量を上げたとき、膜体での温度降下が大
きくなる。
又、膜体を保持するコイルスプリングが放熱作
用をしてヒートアブソーバの役割を果たし、過熱
度の上昇を妨げるものと思われる。また、フラツ
デイングあるいはバーンアウトを生じようとして
も、コイルスプリングにより沸騰面が細分化され
ているので、小さな気泡しかできず、気液界面の
不安定現象であるバーンアウトができにくいもの
となつている。逆に過熱度の上昇遅れの間に周囲
の安定核沸騰面あるいはコイルスプリングに熱が
流出し、一層バーンアウトが起こり難いものとな
つていると思われる。
用をしてヒートアブソーバの役割を果たし、過熱
度の上昇を妨げるものと思われる。また、フラツ
デイングあるいはバーンアウトを生じようとして
も、コイルスプリングにより沸騰面が細分化され
ているので、小さな気泡しかできず、気液界面の
不安定現象であるバーンアウトができにくいもの
となつている。逆に過熱度の上昇遅れの間に周囲
の安定核沸騰面あるいはコイルスプリングに熱が
流出し、一層バーンアウトが起こり難いものとな
つていると思われる。
以上のとおり、本発明ではコイルスプリングか
らなる膜体の保持具のピツチを小さくし、線と線
との間の間隙を僅か（0.2mm程度）としてフラツ
デイングを防止するものである。
らなる膜体の保持具のピツチを小さくし、線と線
との間の間隙を僅か（0.2mm程度）としてフラツ
デイングを防止するものである。
なお、本発明ではヒートパイプとして説明して
いるが、本発明の原理は管外周面やその他の沸騰
伝熱面の総てに応用しうるものであることは本発
明の趣旨からみて自明である。
いるが、本発明の原理は管外周面やその他の沸騰
伝熱面の総てに応用しうるものであることは本発
明の趣旨からみて自明である。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明を説明する比較線図である。 １：ヒートパイプ、３：受熱部、４：膜体、
５：保持具。
図は本発明を説明する比較線図である。 １：ヒートパイプ、３：受熱部、４：膜体、
５：保持具。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 伝熱面に非金属性多孔膜体を設け、該多孔膜
体上に金属製の線材を設け、該線材間の間隙を
0.2mm程度の僅かな間隙としたことを特徴とする
沸騰伝熱面。 ２ ヒートパイプの受熱部の管内面に非金属性多
孔膜体を設け、該多孔膜体をコイル状に巻回され
た金属製の保持具によつて管内面に押圧保持させ
たヒートパイプにおいて、前記コイル状に巻回さ
れた金属製の保持具のピツチを線径よりも僅かに
大きくし、線と線との間に0.2mm程度の僅かな間
隙を設けたことを特徴とするヒートパイプの沸騰
伝熱面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2366284A JPS60169089A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 沸騰伝熱面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2366284A JPS60169089A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 沸騰伝熱面 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60169089A JPS60169089A (ja) | 1985-09-02 |
| JPH0124996B2 true JPH0124996B2 (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=12116704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2366284A Granted JPS60169089A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 沸騰伝熱面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60169089A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0161568U (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-19 | ||
| JPH06307791A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-01 | Y K K Kk | 高性能伝熱体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4968050U (ja) * | 1972-09-22 | 1974-06-13 | ||
| JPS5552227Y2 (ja) * | 1973-12-19 | 1980-12-04 | ||
| JPS55155192A (en) * | 1979-05-21 | 1980-12-03 | Agency Of Ind Science & Technol | Thermosyphon type heat pipe |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP2366284A patent/JPS60169089A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60169089A (ja) | 1985-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |