JPH0151760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重力形ヒートパイプにおいて、その集
熱部（加熱部）の一部分を光照射、熱風またはヒ
ーター等の加熱体により加熱することにより、ヒ
ートパイプに封入した作動液量および非凝縮性ガ
スの混入量を簡易な設備で短時間に推定すること
を可能とし、きわめて容易にヒートパイプの特性
の良否を判断することができるようにするもので
ある。

第１図は一般的な重力式ヒートパイプ１を示
し、加熱部Ａ、断熱部Ｂ、凝縮部Ｃより構成され
ており、構造的には容器２のなかに作動液３を密
封し、必要に応じ集熱フイン４および放熱フイン
５を取り付ける。この重力式ヒートパイプは加熱
部Ａが加熱されると熱は集熱フイン４で集められ
て作動液３に伝達される。作動液３は加熱される
と潜熱を奪つて蒸発し、凝縮部Ｃに至り、ここで
潜熱を放出して液化し、管壁を通り加熱部Ａに還
流する。このようにして加熱部Ａで得た熱を効率
よく凝縮部Ｃに伝達し外部に放出する。このよう
な重力式ヒートパイプにおいて、作動液３の封入
量が少ない場合、加熱により作動液３がすべて蒸
発してしまうと加えられた熱を凝縮部Ｃに効率よ
く搬送することができなくなる。すなわち熱搬送
量が低下し、場合によつては加熱部Ａが異常に高
温（加熱温度と同程度）となりヒートパイプ１の
損傷につながる。そこで必要以上に作動液３の量
を多くすると、作動液３が蒸発温度に達するまで
に時間を要し、熱搬送特性の低下を招くと共に余
分の作動液３を使用することでコストアツプとな
る。

また、ヒートパイプ１の内部に非凝縮性のガス
が混入されると、このガスは凝縮部Ｃの先端にた
まり、作動液３の蒸気が凝縮部Ｃの先端に達する
のを阻止する働きをする。このため、凝縮部Ｃの
実効的な表面積はこの非凝縮性ガスの占有により
減少し、熱交換率を低下させる。上記のごとく重
力式ヒートパイプの特性に影響をおよぼす要因と
して作動液３の封入量および非凝縮性ガスの混入
量があり、これ等の値を管理することにより、重
力式ヒートパイプの特性も管理することができ
る。然る一般的にはヒートパイプ１の容器２は不
透明であるため（一部強化ガラスや透明プラスチ
ツクが用いられることもある。）封入量を外部よ
り測定することができない。また、非凝縮性ガス
も一般的には空気でありその混入を外部より測定
することが不可能である。

したがつて、重力式ヒートパイプの特性の測定
方法としては、従来、ヒートパイプ１の加熱部Ａ
を温水につけ、凝縮部Ｃの下端と上端との温度差
を測定することにより非凝縮性ガスの混入度合を
推定する方法が行われてきた。また、熱搬送量の
測定としては加熱部Ａを温水に浸漬し系が熱平衡
状態に達した後、凝縮部Ｃからの放熱量を測定し
その熱搬送量を求めていた。この場合、重力式ヒ
ートパイプが小形で簡単な構造の場合は検査設備
も簡単で取り扱いも容易であるが、重力式ヒート
パイプが大形となり形状も複雑となると、大きな
検査設備が必要となり取り扱いも不便となる。さ
らに、熱搬送を測定する場合熱平衡に達するまで
に時間がかゝり、温水に浸漬する場合には容器２
の材質によつてはさびの発生を防ぐ事も考えねば
ならず工業的な検査方法として好ましいものでは
なかつた。

本発明は上記欠点をなくし、どのような形状の
重力式ヒートパイプでも容易にかつ短時間にその
特性を検査することができるようにしたものであ
る。すなわち第２図に示すように、加熱部Ａの一
部を加熱する方法である。同図において６は光照
射、熱風、または電気ヒーター等の加熱源、７は
作動液３上面の液面８，９，１０はヒートパイプ
１の容器２外側面の温度を測定するための測温部
である。いま、作動液３の液面７の上部に加熱源
６′を置き、ヒートパイプ１を加熱すると、測温
部８′，９，１０の温度Ｔは夫々時間の経過と共
に第３図に示すような変化をする。すなわち、加
熱源６′による加熱部近傍にある測温部８′では容
器２が加熱されるために温度が急上昇する。凝縮
部Ｃ下端の測温部９および上端の測温部１０にお
いては、加熱源６′が液面７の上方にあるため、
作動液３が加熱されないので作動液３の蒸気が到
達しない。従つて第３図に示すように温度は上昇
しない。然るに、加熱源６″が作動液３の液面７
近くにある場合、作動液３は短時間で加熱され蒸
発していく。この時蒸発潜熱を周囲より奪うの
で、加熱部近傍の測温部８″は第４図にみられる
ようにそれほど温度上昇しない。また、凝縮部Ｃ
下端および上端の測温部９および１０は加熱され
た作動液３の蒸気が到達するために第４図に示す
ように温度が上昇する。このようにして作動液３
の液面を推定することができる。設計上の作動液
３の量と熱搬送量とはほゞ一定の関係があるの
で、熱搬送量も類推することができ重力式ヒート
パイプの特性の概略を把握することができる。ま
た、非凝縮性ガスが存在しない場合は凝縮部Ｃの
上下端の温度差はほとんどない。したがつて凝縮
部Ｃの上下端に温度差がある場合は非凝縮性ガス
が混入しているものと推定することができる。実
用的には容器２における設計上の液管理面を加熱
し、ある一定時間後（通常数分）例えば第３図、
第４図におけるt₁時間後に測温部９および１０の
温度上昇を測定することにより、加熱部に液面が
あるか否か、また非凝縮性のガスが混入されてい
るかを判定することが出来る。なお、加熱源とし
ては光照射、温風またはヒーター等のいづれでも
良いが光照射の場合が簡単で実用的である。

以上のように本発明は重力形ヒートパイプの集
熱部における設計上の作動液の液面近傍のみを加
熱体により加熱するとともに、前記液面近傍と凝
縮部の下端および上端とを測温するので、ヒート
パイプに封入した作動液量および非凝縮性ガスの
混入を簡単な設備でもつて短時間に、かつ容易に
判別できる。

またヒートパイプの作動液の液面近傍のみを加
熱体により加熱するので、作動液が加熱されるか
されないかで蒸気発生の有無により、測温部が適
確に測温でき作動液の液面を正確にかつ早く把握
でき、かつヒートパイプの作動液全体を加熱する
従来技術に比べ熱エネルギーが少なく経済的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は重力形ヒートパイプの断面図、第２図
は本発明の一実施例にかかる検査方法を示す重力
形ヒートパイプの断面図、第３図、第４図は第２
図の方法により測定した場合の重力形ヒートパイ
プの温度上昇の経時変化を示す特性図である。 １……重力式ヒートパイプ、Ａ……集熱部、
６，６′，６″……加熱源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重力形ヒートパイプの集熱部における設計上
   の作動液の液面近傍のみを加熱体により加熱する
   とともに、液面近傍と凝縮部の下端および上端と
   を測温することを特徴とする重力形ヒートパイプ
   の特性検査方法。