JPH03211394A - ヒートパイプの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はヒートパイプを製造する方法に関し、特にヒ
ートパイプの布設現場での作業に適した製造方法に関す
るものである。

従来の技術 ヒートパイプの一般的な構造は、空気などの非凝縮性の
気体を完全に排気した密閉管の内部に、使用温度範囲で
蒸発および凝縮する水やフロン、アルコールなどの凝縮
性の流体を作動流体として封入し、液相の作動流体の還
流を生じさせるための金網や細溝などのウィックを密閉
管の内部に設けた構造である。そしてヒートパイプは、
その−端部に熱を与え、かつ他端部から熱を奪うことに
より、作動流体が蒸発するとともにその蒸気が他端部に
流れて放熱かつ凝縮し、その結果中じた液相の作動流体
はウィックを介して加熱部に還流する。

このような蒸発および凝縮を伴う作動流体の循環は、熱
を外部に奪う端部すなわち冷却部での作動流体の凝縮に
よる圧力低下で作動流体蒸気が冷却部に継続して流れる
こと、および凝縮して生じた液相の作動流体がウィック
の毛細管圧力で加熱部に継続して還流することによって
生じる。そのためヒートパイプにおいては、内部の非凝
縮性ガスを充分に排気しておく必要があり、そうでなけ
れば、作動流体の蒸発が阻害され、また非凝縮性ガスが
冷却部側に押し込められて冷却部をブロックした状態、
すなわち冷却部の壁面を作動流体蒸気から遮蔽する状態
が生じ、作動流体による熱輸送が阻害され、換言すれば
ヒートパイプの性能が低下し、あるいは熱伝導が行われ
なくなる。

発明が解決しようとする課題 上述したようにヒートパイプにおいては、特別な場合を
除いて、非凝縮性ガスをほぼ完全に排気する必要がある
ので、作動流体を封入するに先立ってパイプを十分に洗
浄し、またパイプおよび作動流体の素材としては相互に
反応しないものを選び、さらには作動流体を封入するに
あたって、充分な真空吸引や、開放状態のパイプに作動
流体を入れて加熱かつ沸騰させる加熱追い出し法による
作動流体の封入あるいは少量の作動流体を入れてそれを
加熱して気化させる作業を繰り返すフラッシングなどを
行い、そして作動流体の注入を行うノズルは圧潰した後
に溶接して気密状態とするなどの様々な作業を行ってい
る。しかしながらヒートパイプはその用途あるいは機能
から明らかなように繰り返し加熱かつ冷却され、しかも
冷却された状態では高真空となり、また反対に加熱され
た状態では高圧状態となるので、経時的に性能が低下す
ることがある。すなわち例えば鋼製パイプの内部に作動
流体として水を封入したヒートパイプでは、水素ガスが
生じ、また熱伝導を良好にし、かつ熱容量を下げるため
に薄肉のパイプを使用した場合には、ピンホールによる
気密性の低下およびそれに起因する非凝縮性ガスの侵入
が生じ、さらには残存不純物の析出もしくは作動流体と
パイプ材との反応あるいはそれらいずれかの分解による
異物の発生などが起り、これが原因となって作動流体の
蒸発や凝縮が阻害され、その結果、ヒートパイプとして
の熱輸送能力が低下する場合がある。

このような所謂不良状態のヒートパイプはパイプを開い
て内部のガスおよび流体の完全な入替えを行なう必要が
あるが、従来では、そのための簡便な方法が無かったた
め、既に付設しであるヒートパイプが不良となった場合
には、これを新品と取替えざるを得ず、そのための工期
が長く、またコストの点で負担が大きくなる問題があっ
た。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、性
能の低下したヒートパイプを容易に再生させることので
きる方法を提供することを目・的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明の方法は、上記の目的を達成するために、一端
を開放しかつ他端を密閉したパイプの内部に、その解放
端側から密閉端近くまでホースを挿入し、そのホースの
先端から前記パイプ内にガスを噴出させつつホースをパ
イプ内から徐々に弓抜いて、そのガスによる異物排出処
理を行ない、ついで前記パイプの開放端にキャップを取
り付けた後にパイプ内の真空脱気を行ない、さらにパイ
プ内に適宜の作動流体を封入することを特徴とする方法
である。

またこの発明の方法では、前記ホースは内管と外管との
二重管構造とし、内管と外管とのいずれか一方から前記
ガスを噴出させ、かつ他方から吸引することもできる。

作　　　　　用 この発明の方法では、パイプの内部からの異物あるいは
既存の作動流体の排出にホースを使用し、そのため先ず
パイプの一方の端部を開放させる。

その場合、既設のヒートパイプを対象とすれば、その一
方の端部の開放に伴って外気を急激に吸弓し、あるいは
作動流体が噴出する。パイプの解放端からはホースを挿
入し、その先端部をパイプの密閉端近くに至らしめ、そ
の状態でホースの先端からガスを噴出させつつホースを
パイプから徐々に抜き取る。したがってパイプの最奥部
に新規なガスが供給されるから、パイプ内の異物や既存
の作動流体はパイプの解放端側に追い出される。なおそ
の場合、ホースとして二重管構造のものを使用し、内管
もしくは外管の一方からガスを噴出させかっ他方から吸
引すれば、より確実もしくは迅速に異物等の排出を行な
うことができる。こうして異物などの排出を行なった後
にパイプの解放端にキャップを取付け、ここから前記ガ
スの真空吸引および新たな作動流体の注入を行ない、最
後に真空吸引および作動流体の注入のための開口部を閉
じてヒートパイプとする。したがってこの方法では、パ
イプ内の清掃を兼ねたガスの置換作業が容易になるので
、布設現場での作業を行なうことが可能になる。

実　　施　　例 つぎにこの発明の方法を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

熱輸送能力の低下などの異常のあるヒートパイプ１が発
見されると、そのパイプ（以下、コンテナと記す）２の
一方の端部を切断する（第１図）。

その場合、ヒートパイプ１の温度が低くなっていれば、
内部圧力が真空圧になっているので、外気の吸入が生じ
る。またその切断した端部は、後述するようにキャップ
３を取り付けて気密状態とするので、形状を整えるため
の仕上げ加工を施すことが好ましい。次にコンテナ２の
開放端からホース４を挿入し、その先端部を第２図に示
すようにコンテナ２の密閉端の近くまで至らしめる。こ
こでホース４は、内管５と外管６とからなる二重管構造
であり、内管５は図示しないガス供給源に接続され、ま
た外管６は真空ポンプなどの図示しない吸引源に接続さ
れている。さらに外管６の先端部の外周壁には複数の吸
引口６１が形成されている。したがってコンテナ２の密
閉端側の最奥部にガスが直接供給されるので、この部分
の圧力が高くなり、コンテナ２内の残存作動流体や異物
は、最奥部側から開放端部側に押し出される。また外管
６から吸引していることにより、これらの排出すべき作
動流体や異物は、外管６の先端部および前記吸引口６畠
から外管６の内部に吸い込まれ、外管６を経て所定の箇
所に排出される。なおこのような排出作業に使用するガ
スとしては、コンテナ２との反応が生じず、また凝縮し
てコンテナ２の内部に液体として残留しないものが好ま
しく、具体的にはＮ２ガスを使用することができる。そ
して前記ガスを噴出しつつホース４をコンテナ２から徐
々に引き抜けば（第３図にその途中の状態を示す）、コ
ンテナ２の全長に亘って前記ガスによる排出作業が行わ
れる。

以上のようにしてコンテナ２の内部の清掃を行った後に
、その開放端に第４図に示すようにノズル７付きのキャ
ップ３を溶接などの手段で気密状態に取り付け、そのノ
ズル７を介してコンテナ２の内部から前記ガスを真空吸
引して排気する。しかる後に適宜の作動流体をノズル７
からコンテナ２の内部に注入する（第５図）。なおこれ
らの真空吸引および作動流体の注入は、フラッシングを
伴って複数回行い、あるいは加熱追い出し法を併用する
など、従来知られている作動流体の充填方法と同様に行
ってもよい。前記ホース４から供給供給したガスの真空
脱気および新たな作動流体の注入が完了した後、第６図
に示すように前記ノズル７を圧潰するとともに、その開
口端を溶接によって密閉する。このようにして密閉した
ノズルの破損を防ぐためには適宜のカバーキャップ（図
示せず）を取り付ければよい。

したがって上記の方法によれば、密閉した端部側から開
放した端部側に残存作動流体や異物を送り出すことにな
るから、コンテナ２が小径であったりあるいは長尺であ
っても確実かつ容易にコンテナ２の内部を清浄な状態に
することができる。

これに加えて上記の方法では、コンテナ２の一方の端部
を開放すればよいので、布設状態のヒートパイプ１に対
しても適用でき、したがって上記の方法は布設状態のヒ
ートパイプ１を交換せずにこれを再生する場合に有効で
ある。

なお以上述べた実施例では、二重管構造のホース４を使
用する場合を例としたが、この発明は、上記の実施例に
限定されるものではなく、単管のホースを使用してもよ
い。またウィックを設けていないヒートパイプを対象と
して説明したが、この発明の方法は金網などのウィック
を設けたヒートパイプに対しても上記の実施例と同様に
適用することができる。さらに二重管構造のホースを使
用する場合、上記の実施例で示した場合とは反対に、外
管からガスを噴出させかつ内管から吸引してもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法によれば
、コンテナの一方の開放端から挿入したホースからガス
を噴出させることによりコンテナ内の気体や異物を開放
端側に送り出すから、小径のコンテナあるいは長尺のコ
ンテナを使用し、また布設状態にあってその姿勢を変え
得ない場合や一方のみしか開放できない場合であっても
、確実にかつ８嶋にヒートパイプを再生することができ
る。したがってこの発明の方法によれば、従来新品と交
換せざるを得なかフたヒートパイプを再生して継続使用
することが可能になり、ヒートパイプを使用した設備機
器の稼働率を高め、また再生に要するコストを低廉化す
ることができるなどの効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の方法によるヒト−パイ
プの製造過程を説明するための模式的な断面図である。 １・・・ヒートパイプ、　　２・・・コンテナ、　　３
・・・キャップ、　４・・・ホース、　５・・・内管、
　６・・・外管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端を開放しかつ他端を密閉したパイプの内部に
   、その解放端側から密閉端近くまでホースを挿入し、そ
   のホースの先端から前記パイプ内にガスを噴出させつつ
   ホースをパイプ内から徐々に引抜いて、そのガスによる
   異物排出処理を行ない、ついで前記パイプの開放端にキ
   ャップを取り付けた後にパイプ内の真空脱気を行ない、
   さらにパイプ内に適宜の作動流体を封入することを特徴
   とするヒートパイプの製造方法。
2. （２）前記ホースは内管と外管との二重管構造であって
   、内管と外管とのいずれか一方から前記ガスを噴出し、
   かつ他方から吸引することを特徴とするヒートパイプの
   製造方法。