JPH0145560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱伝達の制御できるヒートパイプに関
するものである。

ヒートパイプは熱特性がすぐれていることか
ら、物の加熱、冷却についてあらゆる分野で利用
される。

従来の技術 ヒートパイプは通常熱負荷に応じて熱輸送を行
つている。

これは、熱源・吸熱源の状態によつてヒートパ
イプの作動温度が定まり、熱輸送を行う媒体であ
る作動流体の気相、液相の繰返し変化が適切に行
なわれているからである。

しかし、ここで例えば熱負荷にとつて輸送され
る熱量が所望の価からはずれる事態が生じ、過熱
ないし過冷状態となる場合が生ずる。

このような状態では当然輸送される熱は有効に
使われず、結局熱効率の低下をきたす。

発明が解決しようとする課題 本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、
熱源、吸熱源すなわち熱負荷の状態に応じて、伝
達される熱を制御し、ヒートパイプの熱輸送を有
効にし、被熱物の過熱、過冷を防ごうとするもの
である。

発明が解決しようとする手段 中空棒状密封容器内壁にウイツクが設けられ、
かつ同容器内に作動流体が封入され、その流手方
向の一端部を蒸発部とし、中間部を断熱部とし、
他端部を凝縮部とするヒートパイプにおいて、前
記断熱部の位置のウイツクを積層金網状によつて
弾性磁性材とし、前記ヒートパイプ上の、前記磁
性材ウイツクに対応する位置に、ヒートパイプの
外方へ向つて放射状に、磁性材ウイツクに収縮力
を与える電気的磁界発生手段が設けられてなるヒ
ートパイプ。

作 用 ヒートパイプにおいて蒸発部に凝縮液化した作
動流体が溜つていて、これが加熱されると蒸発、
気化して断熱された中間部である断熱部を通過
し、熱負荷のある凝縮部に移動し、ここで吸熱さ
れて、凝縮液化し、毛細管作用をなすウイツクを
通つて再び蒸発部に移動し、ここで再び同じ液相
→気相→液相の相変化サイクルを繰返す。

この状態において、ヒートパイプの断熱部の位
置のウイツクを積層された金網状の弾性磁性材か
らなるものとし、この磁性材ウイツクに毛細管作
用をなす空隙を持たせる。

前記磁性材ウイツクにヒートパイプの外方へ向
つて放射状に磁力が作用すると、ウイツクの空隙
の密度を所望の密度にし、粗、密の程度に応じて
ウイツクを通る凝縮液化した作動流体の移動量が
制御され、その結果熱輸送量が適当な量に確保さ
れる。

実施例 本発明の実施例を図によつて説明すると（特に
第１図）、１は本発明に係るヒートパイプであつ
て、中空棒状密封容器であつて以下の構成からな
る。

すなわち、２は通常用いられる金網状の銅製の
ウイツクであり、ヒートパイプ１の内壁に設けら
れている。

２１は他の磁性材ウイツクであつて、磁性材例
えば鉄製の積層された金網状のウイツクであり、
ヒートパイプ１の長手方向一定の箇所すなわち断
熱部であつて、例えば中央附近に設けられてい
る。

この磁性材ウイツク２１は適度な空隙を有し、
この空隙が粗、密の状態の繰返しが可能に復元力
が働く程度の弾性を持たせてある。

この磁性材ウイツク２１を後述する作動流体が
毛細管作用によつて通るときに、磁性材ウイツク
２１の空隙の粗、密状態に応じて、通過量が制御
される。

３はヒートパイプ１の外側で前記磁性材ウイツ
ク２１の対応した位置に設けられた電気的磁界発
生用手段であつて巻線３１より構成されている。

巻線３１はヒートパイプ１の外方へ向つて放射
状に、前記磁性材ウイツク２１に収縮力を与える
作用が果せるように巻回されている。

すなわち、例えば、ヒートパイプ１の外側に長
手方向に直角にジグザグ状に周方向にわたつて巻
回されている。

この巻線３に可変の直流電流を流せばヒートパ
イプの外方へ向つて放射状に磁力が生じ、磁性材
ウイツク２１に上記方向に収縮力が働らく。

４は蒸発部、５は断熱部、６は凝縮部であつ
て、上記ヒートパイプ１には作動流体７例えばア
ンモニヤが充填されている。

作動流体７が凝縮液化して、上記蒸発部４に溜
つていると、蒸発部４の熱源で熱せられて、蒸発
気化し、上記断熱部５を通過して、上記凝縮部６
に移送される。

凝縮部６で熱負荷に熱を与えると作動流体７は
凝縮液化して前記銅製のウイツク２、磁性材ウイ
ツク２１を毛細管作用によつて移動する。

流動流体７が磁性材ウイツク２１を移動する際
に一部上述したごとく磁性材ウイツク２１の空隙
の粗、密の状態に応じて通過する液量が制御さ
れ、その結果、蒸発部４に溜まる液量が制御さ
れ、結局蒸発気化量も制御されるから熱輸送量が
熱負荷の状態に適合するよう制御される。

ここで上記方向に収縮力が働らくメカニズムを
第２図を用いて説明する。

第２図は第１図をAA′に沿つて破断した破断断
面図であつて、それぞれ図の向きに、すなわちＢ
においては紙面に向かつて垂直方向に手前側に電
流が流れ、Ｃにおいては紙面に向かつて垂直方向
に向側に流れているとする。

Ｂにおいては図のごとく左回りの磁界、Ｃにお
いては図のごとく右回りの磁界が生じる。矢印の
大きさは磁界の強さに比例した強さであることを
意味する。

Ｄにおいては、ヒートパイプ１の外方へ向つて
放射状に磁力が合成されて、この方向に磁力が生
ずる。同様にしてここで矢印の大きさは磁力の大
きさに比例した大きさを表わす意味である。一方
Ｅにおいては、上記と逆方向の磁力が生ずるが、
弾性磁性材ウイツク２１はヒートパイプ１の内壁
に密着して装着されているので、内方への引張力
に働いても、殆んど伸張することがない。

上記磁力が働いて磁性材ウイツク２１がヒート
パイプ１の外方へ向つて放射状に収縮力を受けて
いる場合の概念を示す。

すなわち、Ｆにおいては収縮力が働らき、ヒー
トパイプ１の外方に収縮する。

Ｈに磁性材ウイツク２１が収縮した状態の概念
図を示す。

Ｇにおいては引張力が働らくが、一部上述した
ごとく磁性材ウイツク２１がヒートパイプ１の内
壁に固着されているので内方へは引張られず、し
たがつて空隙が現状より拡がることはない。

なお、ヒートパイプ１の磁性材ウイツク２１に
磁力が働らかないときの磁性材ウイツク２１の状
態を第２図中のＫに示した。

次に本発明のヒートパイプについてその作用を
更に具体的に説明すると、例えば巻線３１に
1.5A／mm²の電流密度の電流が流れ作動流体７が
移動して100℃の熱伝達が行なわれている場合、
100℃が過熱状態であり、80℃の熱伝達が所望の
価であれば電流密度を2.5A／mm²として磁力を強
めると鉄製のウイツク２１の空隙が狭められて作
動流体７の移動流量が減少するので所望の温度の
熱伝達ができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、ウイツクは少くとも巻線に対応した部分は磁
性材である鉄製の金網であればよいが、他の部分
も同様のウイツクで構成されてよいことは勿論で
ある。

更にヒートパイプの形状も中空円筒形、中空角
柱形を問わず、巻線も通常使用されるものであれ
ばこれに適用できる。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によればヒートパイプ
の断熱部の位置のウイツクを磁性材とし、これに
対応した位置のヒートパイプの外側に設けられた
巻線の直流電流を調節することによつてヒートパ
イプのウイツクの空隙を密にしたり粗にしたりす
ることによつて容易にヒートパイプの熱伝達を広
範囲に制御できる。

又磁性材ウイツク２１はヒートパイプの外方へ
向つて放射状に密、粗の動作をするのみで長手方
向に対しては密、粗の動作をしないので密、粗を
くり返すことによつて磁性材ウイツク２１がヒー
トパイプの内壁からずり落ちることになる危険も
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒートパイプに関する一部切
裁断面図。第２図は本発明において磁性材ウイツ
ク２１に収縮力が働くメカニズムの説明図。 図中 １……ヒートパイプ、２……銅製ウイツ
ク、２１……鉄製の金網状の磁性材ウイツク、３
……電気的磁界発生用手段、３１……巻線、４…
…蒸発部、５……断熱部、６……凝縮部、７……
作動流体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空棒状密封容器内壁にウイツクが設けら
   れ、かつ同容器内に作動流体が封入され、その長
   手方向の一端部を蒸発部とし、中間部を断熱部と
   し、他端部を凝縮部とするヒートパイプにおい
   て、前記断熱部の位置のウイツクを積層金網状の
   弾性磁性材とし、前記ヒートパイプ上の、前記磁
   性材ウイツクに対応する位置に、ヒートパイプの
   外方へ向つて放射状に、磁性材ウイツクに収縮力
   を与える電気的磁界発生手段が設けられてなるヒ
   ートパイプ。