JPH0678872B2 - ヒ−ト・パイプ - Google Patents
ヒ−ト・パイプInfo
- Publication number
- JPH0678872B2 JPH0678872B2 JP61095391A JP9539186A JPH0678872B2 JP H0678872 B2 JPH0678872 B2 JP H0678872B2 JP 61095391 A JP61095391 A JP 61095391A JP 9539186 A JP9539186 A JP 9539186A JP H0678872 B2 JPH0678872 B2 JP H0678872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- heat pipe
- water
- hydrogen gas
- pipe
- 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 - Lifetime
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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
- F28D15/0258—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 means to remove contaminants, e.g. getters
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- 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)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、作動液として水が使用され、コンテナの材
料として水と反応して水素ガスを発生する鉄、銅等が使
用されるヒート・パイプに関する。
料として水と反応して水素ガスを発生する鉄、銅等が使
用されるヒート・パイプに関する。
この明細書において、「鉄」という語は、純鉄に他のス
テンレス鋼、炭素鋼等の鉄合金を含むものとする。ま
た、「銅」という語は、純銅の他に銅合金を含むものと
する。
テンレス鋼、炭素鋼等の鉄合金を含むものとする。ま
た、「銅」という語は、純銅の他に銅合金を含むものと
する。
従来技術とその問題点 たとえば、鉄製コンテナ内に水が封入されたヒート・パ
イプは、コンテナの強度の高さと、水の作動液としての
性能の高さから、広範囲に使用されている。しかしなが
ら、このようなヒート・パイプでは、鉄と水とが反応し
て水素ガスが発生し、短時間でヒート・パイプの性能を
劣化させるという問題があった。すなわち、発生した水
素ガスは、原子状態でコンテナの壁内を拡散して、一部
は一定速度でコンテナ外に放出されるが、大部分は次第
にコンテナ内の凝縮部内に溜まって凝縮部を占領するた
め、蒸気の凝縮を妨げてヒート・パイプの伝熱性能を劣
化をまねく。しかも、この種の劣化は時間に比例して増
大するので、ヒート・パイプの寿命は加速的に短縮され
る。さらに、鉄製コンテナの外面を、耐食性付与および
ブレージング層を有するアルミニウム製フィンの真空ろ
う付けの目的でアルミナイズド処理することがあるが、
この場合コンテナの壁内部を拡散した水素ガスは、形成
されたアルミナイズド皮膜によってコンテナ外への放出
を遮られる。
イプは、コンテナの強度の高さと、水の作動液としての
性能の高さから、広範囲に使用されている。しかしなが
ら、このようなヒート・パイプでは、鉄と水とが反応し
て水素ガスが発生し、短時間でヒート・パイプの性能を
劣化させるという問題があった。すなわち、発生した水
素ガスは、原子状態でコンテナの壁内を拡散して、一部
は一定速度でコンテナ外に放出されるが、大部分は次第
にコンテナ内の凝縮部内に溜まって凝縮部を占領するた
め、蒸気の凝縮を妨げてヒート・パイプの伝熱性能を劣
化をまねく。しかも、この種の劣化は時間に比例して増
大するので、ヒート・パイプの寿命は加速的に短縮され
る。さらに、鉄製コンテナの外面を、耐食性付与および
ブレージング層を有するアルミニウム製フィンの真空ろ
う付けの目的でアルミナイズド処理することがあるが、
この場合コンテナの壁内部を拡散した水素ガスは、形成
されたアルミナイズド皮膜によってコンテナ外への放出
を遮られる。
そこで、従来、上記の様な水素ガスの発生と、水素ガス
発生によるヒート・パイプの性能劣化を防止するため
に、次のような方法がとられていた。
発生によるヒート・パイプの性能劣化を防止するため
に、次のような方法がとられていた。
水にインヒビターを添加して水と鉄との反応を抑制
すること。
すること。
鉄製コンテナの内面に銅等の金属をメッキするこ
と。
と。
コンテナ内に水素吸蔵材を設けること。
コンテナの内外を連通させるように、Pdからなる線
状の水素透過部材を設けたり（実公昭56-142号公報参
照）、凝縮部を水素透過性のよいPdで形成すること（実
開昭50-49064号公報参照）。
状の水素透過部材を設けたり（実公昭56-142号公報参
照）、凝縮部を水素透過性のよいPdで形成すること（実
開昭50-49064号公報参照）。
しかしながら、上記の方法によっても、水素ガスの
発生を抑えることはできなかった。
発生を抑えることはできなかった。
また、上記の方法の場合、高温度下での使用のさい
さらに増大する水素ガスの発生に対して、水素ガスの吸
蔵または透過排出が追いつかなかた。したがって、上記
のような方法〜でも、ヒート・パイプの性能劣化を
充分に抑制できなかった。
さらに増大する水素ガスの発生に対して、水素ガスの吸
蔵または透過排出が追いつかなかた。したがって、上記
のような方法〜でも、ヒート・パイプの性能劣化を
充分に抑制できなかった。
この発明の目的は、上記の問題を解決し、長期間にわた
って性能劣化を起こすことがなく、しかもコストの安い
ヒート・パイプを提供することにある。
って性能劣化を起こすことがなく、しかもコストの安い
ヒート・パイプを提供することにある。
問題点を解決するための手段 この発明によるヒート・パイプは、作動液として水が使
用され、コンテナの材料として水と反応して水素ガスを
発生するものが使用されたヒート・パイプにおいて、コ
ンテナの凝縮部内に、コンテナ端部から所定距離をおい
てコンテナ内を仕切るメッシュが設けられ、メッシュと
上記コンテナ端部との間に、水素ガスを酸化させて水に
戻す顆粒状または粉末状酸化剤が入れられていることを
特徴とするものである。
用され、コンテナの材料として水と反応して水素ガスを
発生するものが使用されたヒート・パイプにおいて、コ
ンテナの凝縮部内に、コンテナ端部から所定距離をおい
てコンテナ内を仕切るメッシュが設けられ、メッシュと
上記コンテナ端部との間に、水素ガスを酸化させて水に
戻す顆粒状または粉末状酸化剤が入れられていることを
特徴とするものである。
上記において、コンテナの材料としては、炭素鋼、ステ
ンレス鋼等の鉄や銅が用いられる。
ンレス鋼等の鉄や銅が用いられる。
上記において、水素ガスを酸化させて水に戻す酸化剤と
しては、H2＋MO→H2O＋Ｍ（Ｍは金属元素を示す）の反
応を起こすものを用いるのがよい。この中でも、ヒート
・パイプの内に入れたさいにヒート・パイプの性能に悪
影響を及ぼすことなく、コストが安く、水素ガス酸化効
果がすぐれている等の点からCU2OやCUOを用いるのがよ
い。酸化剤の量は、ヒート・パイプ内で発生する水素を
酸化させるために十分な量でなくてはならない。たとえ
ば、鉄製コンテナ内に水が封入された長さ3mのヒート・
パイプにおいては、コンテナ内面に防食皮膜を形成した
としても、最大で１日2ccの水素ガスが発生する。した
がって、このヒート・パイプを10年間使用するとすれ
ば、30gのCUO（0.32mol以上）をコンテナ内に配置して
おけばよい。
しては、H2＋MO→H2O＋Ｍ（Ｍは金属元素を示す）の反
応を起こすものを用いるのがよい。この中でも、ヒート
・パイプの内に入れたさいにヒート・パイプの性能に悪
影響を及ぼすことなく、コストが安く、水素ガス酸化効
果がすぐれている等の点からCU2OやCUOを用いるのがよ
い。酸化剤の量は、ヒート・パイプ内で発生する水素を
酸化させるために十分な量でなくてはならない。たとえ
ば、鉄製コンテナ内に水が封入された長さ3mのヒート・
パイプにおいては、コンテナ内面に防食皮膜を形成した
としても、最大で１日2ccの水素ガスが発生する。した
がって、このヒート・パイプを10年間使用するとすれ
ば、30gのCUO（0.32mol以上）をコンテナ内に配置して
おけばよい。
作用 この発明のヒート・パイプによれば、水とコンテナとが
反応することにより生じる水素ガスは酸化剤により酸化
されて水に戻り、凝縮部内にガスの状態で溜まることは
ない。また、酸化剤が顆粒状または粉末状であるから、
その表面積が大きくなっており、水素ガスと酸化剤との
反応効率が向上する。
反応することにより生じる水素ガスは酸化剤により酸化
されて水に戻り、凝縮部内にガスの状態で溜まることは
ない。また、酸化剤が顆粒状または粉末状であるから、
その表面積が大きくなっており、水素ガスと酸化剤との
反応効率が向上する。
実施例 この発明の実施例を、以下図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図においてヒート・パイプ（１）は、STB35製長パ
イプ（2a）および長パイプ（2a）の一端に溶接されたST
B35製短パイプ（2b）よりなるコンテナ本体（２）と、
コンテナ本体（２）の一端に溶接されたSS41製エンドキ
ャップ（３）と、コンテナ本体（２）の他端に溶接され
たSS41製ノズル付エンドキャップ（４）とよりなるコン
テナ（５）内に、作動液として純水（図示略）が、コン
テナ（５）内容積全体の20％を満たすように封入された
ものである。短パイプ（2b）内の長パイプ（2a）寄りの
部分には、銅メッシュ（６）が、銀ろうを用いてろう付
けされている。そして、銅メッシュ（６）とエンドキャ
ップ（３）との間に、CUOからなる顆粒状酸化剤（７）
が30g入れられている。銅メッシュ（６）によって酸化
剤（７）の長パイプ（2a）側への移動が防止されてい
る。
イプ（2a）および長パイプ（2a）の一端に溶接されたST
B35製短パイプ（2b）よりなるコンテナ本体（２）と、
コンテナ本体（２）の一端に溶接されたSS41製エンドキ
ャップ（３）と、コンテナ本体（２）の他端に溶接され
たSS41製ノズル付エンドキャップ（４）とよりなるコン
テナ（５）内に、作動液として純水（図示略）が、コン
テナ（５）内容積全体の20％を満たすように封入された
ものである。短パイプ（2b）内の長パイプ（2a）寄りの
部分には、銅メッシュ（６）が、銀ろうを用いてろう付
けされている。そして、銅メッシュ（６）とエンドキャ
ップ（３）との間に、CUOからなる顆粒状酸化剤（７）
が30g入れられている。銅メッシュ（６）によって酸化
剤（７）の長パイプ（2a）側への移動が防止されてい
る。
このヒート・パイプ（１）は、短パイプ（2b）側が凝縮
部（８）、その反対側が蒸発部（９）として使用され
る。そして、作動液である水とコンテナ（５）との反応
により発生した水素ガスは、酸化剤（７）によって酸化
され、次の反応を起こして水に戻る。
部（８）、その反対側が蒸発部（９）として使用され
る。そして、作動液である水とコンテナ（５）との反応
により発生した水素ガスは、酸化剤（７）によって酸化
され、次の反応を起こして水に戻る。
CUO＋H2→CU＋H2O 次に、この発明によるヒート・パイプの性能を評価する
ために行なった試験について述べる。
ために行なった試験について述べる。
まず、直径31.8mm、肉厚4.5mm、長さ2900mmのSTB35製長
パイプ（2a）および直径31.8mm、肉厚4.5mm、長さ100mm
の短パイプ（2b）を用意し、これらの内面にワイヤ・ブ
ラシを用いてブラッシング処理を施した後、アセントを
用いて脱脂処理を施した。ついで、短パイプ（2b）内に
＃80の銅メッシュ（６）をろう付けした。そして、短パ
イプ（2b）内にCUOからなる顆粒状酸化剤（７）を入れ
た後、短パイプ（2b）の一端にエンドキャップ（３）を
溶接するとともに、短パイプ（2b）の他端を長パイプ
（2a）の一端に溶接した。その後、、長パイプ（2a）の
他端にノズル付きエンドキャップ（４）を溶接してコン
テナ（５）を形成した。そして、公知の方法によりコン
テナ（５）内に純水を封入した。こうして、ヒート・パ
イプ（１）を製造した。
パイプ（2a）および直径31.8mm、肉厚4.5mm、長さ100mm
の短パイプ（2b）を用意し、これらの内面にワイヤ・ブ
ラシを用いてブラッシング処理を施した後、アセントを
用いて脱脂処理を施した。ついで、短パイプ（2b）内に
＃80の銅メッシュ（６）をろう付けした。そして、短パ
イプ（2b）内にCUOからなる顆粒状酸化剤（７）を入れ
た後、短パイプ（2b）の一端にエンドキャップ（３）を
溶接するとともに、短パイプ（2b）の他端を長パイプ
（2a）の一端に溶接した。その後、、長パイプ（2a）の
他端にノズル付きエンドキャップ（４）を溶接してコン
テナ（５）を形成した。そして、公知の方法によりコン
テナ（５）内に純水を封入した。こうして、ヒート・パ
イプ（１）を製造した。
そして、第２図に示すように、ヒート・パイプ（１）の
凝縮部（８）側の半分に水冷ジャケット（11）を被せる
とともに、蒸発部（９）側の半分のまわりに電気ヒータ
線（12）を巻回し、かつその上から断熱材（13）で覆っ
ておいた。そして、凝縮部（８）側の端部が上に来るよ
うに、ヒート・パイプを水平面に対して６度傾けた状態
に配置した。この状態で、水冷ジャケット（11）内に冷
却水を供給、循環させてヒート・パイプ（１）の半分を
冷却しながら、残り半分を電気ヒータ線（12）により24
0℃に加熱しつつ凝縮部（８）の先端から20mmの点（P
1）の温度と、水冷ジャケット（11）外の長さの中央部
の点（P2）の温度とを所定時間経過ごとに測定し、両点
（P1）（P2）間の温度差（ΔＴ）を測定した。この時、
蒸発部（９）から凝縮部（８）への熱輸送量は常時4000
Wとなるようにした。その結果を第３図に示す。
凝縮部（８）側の半分に水冷ジャケット（11）を被せる
とともに、蒸発部（９）側の半分のまわりに電気ヒータ
線（12）を巻回し、かつその上から断熱材（13）で覆っ
ておいた。そして、凝縮部（８）側の端部が上に来るよ
うに、ヒート・パイプを水平面に対して６度傾けた状態
に配置した。この状態で、水冷ジャケット（11）内に冷
却水を供給、循環させてヒート・パイプ（１）の半分を
冷却しながら、残り半分を電気ヒータ線（12）により24
0℃に加熱しつつ凝縮部（８）の先端から20mmの点（P
1）の温度と、水冷ジャケット（11）外の長さの中央部
の点（P2）の温度とを所定時間経過ごとに測定し、両点
（P1）（P2）間の温度差（ΔＴ）を測定した。この時、
蒸発部（９）から凝縮部（８）への熱輸送量は常時4000
Wとなるようにした。その結果を第３図に示す。
比較のために、凝縮部内に酸化剤が入れられていない点
を除いては上記実施例のものと実質的に同様な構成であ
るヒート・パイプを使用し、上記と同じ条件でその性能
評価試験を行なった。その結果を第３図に示す。
を除いては上記実施例のものと実質的に同様な構成であ
るヒート・パイプを使用し、上記と同じ条件でその性能
評価試験を行なった。その結果を第３図に示す。
第３図に示すグラフから明らかなように、凝縮部（８）
内に酸化剤（７）が入れられた本発明品では、1000時間
経過後も上記温度差（ΔＴ）は３℃程度であって、伝熱
性能が依然良好であることがわかる。これに対し、比較
品では上記温度差（ΔＴ）はかなり大きくなり、短時間
のうちに伝熱性能が劣化することがわかる。
内に酸化剤（７）が入れられた本発明品では、1000時間
経過後も上記温度差（ΔＴ）は３℃程度であって、伝熱
性能が依然良好であることがわかる。これに対し、比較
品では上記温度差（ΔＴ）はかなり大きくなり、短時間
のうちに伝熱性能が劣化することがわかる。
上記実施例においては、この発明のヒート・パイプがウ
イックを持たないヒート・パイプに適用された場合が示
されているが、ウイックを備えたヒート・パイプにも適
用可能である。
イックを持たないヒート・パイプに適用された場合が示
されているが、ウイックを備えたヒート・パイプにも適
用可能である。
発明の効果 この発明のヒート・パイプによれば、凝縮部内に水素ガ
スを酸化させて水に戻す酸化剤が配置されているので、
作動液である水にコンテナとが反応して水素ガスが発生
したとしても、この水素ガスは酸化剤により酸化されて
水に戻る。したがって、発生した水素ガスによるヒート
・パイプ性能の劣化を抑制することができる。さらに、
発生するであろうと予測される水素ガスの合計量を酸化
しうる量の酸化剤を配置しておけば、長期間にわたって
の性能劣化を確実に抑制することができる。また、高温
度下での使用のさいに水素ガスの発生量が増大しても、
これを速やかに水に戻すことができ、ヒート・パイプの
性能劣化を抑制することができる。また、酸化剤が顆粒
状または粉末状であるから、その表面積が大きくなって
おり、水素ガスと酸化剤との反応効率が向上する。した
がって、発生した水素ガスを速やかに水に戻すことがで
きる。しかも、メッシュによって、酸化剤の凝縮部から
の移動が防止される。
スを酸化させて水に戻す酸化剤が配置されているので、
作動液である水にコンテナとが反応して水素ガスが発生
したとしても、この水素ガスは酸化剤により酸化されて
水に戻る。したがって、発生した水素ガスによるヒート
・パイプ性能の劣化を抑制することができる。さらに、
発生するであろうと予測される水素ガスの合計量を酸化
しうる量の酸化剤を配置しておけば、長期間にわたって
の性能劣化を確実に抑制することができる。また、高温
度下での使用のさいに水素ガスの発生量が増大しても、
これを速やかに水に戻すことができ、ヒート・パイプの
性能劣化を抑制することができる。また、酸化剤が顆粒
状または粉末状であるから、その表面積が大きくなって
おり、水素ガスと酸化剤との反応効率が向上する。した
がって、発生した水素ガスを速やかに水に戻すことがで
きる。しかも、メッシュによって、酸化剤の凝縮部から
の移動が防止される。
第１図はこの発明によるヒート・パイプの実施例を示す
中間を省略しかつ一部を切欠いた正面図、第２図は第１
図に示すヒート・パイプの性能評価試験の方法を示す一
部切欠き正面図、第３図は第１図に示すヒート・パイプ
の性能評価試験の結果を、比較品の結果とともに示すグ
ラフである。 （１）…ヒート・パイプ、（５）…コンテナ、（７）…
顆粒状酸化剤、（８）…凝縮部。
中間を省略しかつ一部を切欠いた正面図、第２図は第１
図に示すヒート・パイプの性能評価試験の方法を示す一
部切欠き正面図、第３図は第１図に示すヒート・パイプ
の性能評価試験の結果を、比較品の結果とともに示すグ
ラフである。 （１）…ヒート・パイプ、（５）…コンテナ、（７）…
顆粒状酸化剤、（８）…凝縮部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 裕一 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (72)発明者 野口 一成 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−41889（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−29568（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】作動液として水が使用され、コンテナの材
料として水と反応して水素ガスを発生するものが使用さ
れたヒート・パイプにおいて、コンテナの凝縮部内に、
コンテナ端部から所定距離をおいてコンテナ内を仕切る
メッシュが設けられ、メッシュと上記コンテナ端部との
間に、水素ガスを酸化させて水に戻す顆粒状または粉末
状酸化剤が入れられていることを特徴とするヒート・パ
イプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095391A JPH0678872B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | ヒ−ト・パイプ |
| DE8787105335T DE3760977D1 (en) | 1986-04-23 | 1987-04-10 | Heat pipe |
| EP87105335A EP0242738B2 (en) | 1986-04-23 | 1987-04-10 | Heat pipe |
| US07/039,856 US4782890A (en) | 1986-04-23 | 1987-04-20 | Heat pipe |
| CN87103423A CN1011538B (zh) | 1986-04-23 | 1987-04-20 | 热管 |
| CA000535243A CA1289129C (en) | 1986-04-23 | 1987-04-22 | Heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095391A JPH0678872B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | ヒ−ト・パイプ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155287A Division JPH0731026B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | ヒート・パイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252893A JPS62252893A (ja) | 1987-11-04 |
| JPH0678872B2 true JPH0678872B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=14136346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61095391A Expired - Lifetime JPH0678872B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | ヒ−ト・パイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678872B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740855Y2 (ja) * | 1985-08-08 | 1995-09-20 | 株式会社フジクラ | ヒ−トパイプ |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61095391A patent/JPH0678872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252893A (ja) | 1987-11-04 |
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