JPH0731025B2 - ヒ−トパイプ - Google Patents
ヒ−トパイプInfo
- Publication number
- JPH0731025B2 JPH0731025B2 JP61087749A JP8774986A JPH0731025B2 JP H0731025 B2 JPH0731025 B2 JP H0731025B2 JP 61087749 A JP61087749 A JP 61087749A JP 8774986 A JP8774986 A JP 8774986A JP H0731025 B2 JPH0731025 B2 JP H0731025B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection nozzle
- heat pipe
- working fluid
- heat
- thin
- 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
Links
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
- F28D15/0283—Means for filling or sealing heat pipes
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)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は流体の潜熱として熱輸送を行なうことのでき
るヒートパイプに関するものである。
るヒートパイプに関するものである。
従来の技術 周知のようにヒートパイプは、密閉管の内部から空気な
どの非凝縮性ガスを真空排気した後、水やアンモニアな
ど目標とする温度で蒸発および凝縮する流体を作動流体
として注入し、さらに金網や細溝等の毛細管圧力を生じ
させるウィックを前記密閉管の内部に設けたものであ
る。そしてヒートパイプの所定の一部分に熱を加えれ
ば、その熱によって作動流体が蒸発し、その蒸気は温度
および圧力の低い部分に流れて放熱し、液化する。その
結果、ヒートパイプの一部に与えられた熱は、主に作動
流体の潜熱として輸送される。また作動流体の蒸発が生
じる部分ではウィックにおいて毛細管圧力が高くなり、
したがって温度および圧力の低い部分に流動して凝縮液
化した作動流体は、ウィックにおける毛細管圧力により
元の部分すなわち蒸発の生じる箇所へ還流する。このよ
うにヒートパイプにおいては、その内部で作動流体が蒸
発および凝縮を繰り返し行ないつつ循環流動することに
よりその潜熱として熱輸送を行なうから、見掛け上の熱
伝導率は銅などの金属に比べて数十倍から百数十倍と高
く、しかも外部動力を必要とせずに機能させることがで
きる。
どの非凝縮性ガスを真空排気した後、水やアンモニアな
ど目標とする温度で蒸発および凝縮する流体を作動流体
として注入し、さらに金網や細溝等の毛細管圧力を生じ
させるウィックを前記密閉管の内部に設けたものであ
る。そしてヒートパイプの所定の一部分に熱を加えれ
ば、その熱によって作動流体が蒸発し、その蒸気は温度
および圧力の低い部分に流れて放熱し、液化する。その
結果、ヒートパイプの一部に与えられた熱は、主に作動
流体の潜熱として輸送される。また作動流体の蒸発が生
じる部分ではウィックにおいて毛細管圧力が高くなり、
したがって温度および圧力の低い部分に流動して凝縮液
化した作動流体は、ウィックにおける毛細管圧力により
元の部分すなわち蒸発の生じる箇所へ還流する。このよ
うにヒートパイプにおいては、その内部で作動流体が蒸
発および凝縮を繰り返し行ないつつ循環流動することに
よりその潜熱として熱輸送を行なうから、見掛け上の熱
伝導率は銅などの金属に比べて数十倍から百数十倍と高
く、しかも外部動力を必要とせずに機能させることがで
きる。
発明が解決しようとする問題点 しかるにヒートパイプは密閉管の内部をほぼ完全な真空
状態にした後に作動流体を注入した構成であるから、外
部から熱を与えていない状態すなわち非動作状態では作
動流体が液化しているために内部圧力が極めて低くなっ
ており、これとは反対に外部から熱を与えた状態すなわ
ち動作状態では作動流体が蒸発するために内部圧力が温
度に従って高くなる。このようにヒートパイプは真空容
器および高圧容器の両方に作用するが、内部圧力の上昇
は入熱によって決まり、ヒートパイプ自体は圧力上昇を
抑える機能が特にないから、入熱の状況によっては内部
圧力が設定圧力を越えてしまい、ヒートパイプが爆発破
壊する危険がある。また腐食環境に置かれている場合や
密閉管の品質にばらつきがあったりした場合、設定圧力
以下でも爆発破壊してしまう危険がある。このような爆
発による作動流体や密閉管の飛散は、突然かつ不特定な
方向に生じるから、人身事故に到るおそれがあるばかり
か、製品に異物が混入することになるなどの問題も生じ
る。
状態にした後に作動流体を注入した構成であるから、外
部から熱を与えていない状態すなわち非動作状態では作
動流体が液化しているために内部圧力が極めて低くなっ
ており、これとは反対に外部から熱を与えた状態すなわ
ち動作状態では作動流体が蒸発するために内部圧力が温
度に従って高くなる。このようにヒートパイプは真空容
器および高圧容器の両方に作用するが、内部圧力の上昇
は入熱によって決まり、ヒートパイプ自体は圧力上昇を
抑える機能が特にないから、入熱の状況によっては内部
圧力が設定圧力を越えてしまい、ヒートパイプが爆発破
壊する危険がある。また腐食環境に置かれている場合や
密閉管の品質にばらつきがあったりした場合、設定圧力
以下でも爆発破壊してしまう危険がある。このような爆
発による作動流体や密閉管の飛散は、突然かつ不特定な
方向に生じるから、人身事故に到るおそれがあるばかり
か、製品に異物が混入することになるなどの問題も生じ
る。
以上のような不都合を解決するために、設定圧力で開弁
して作動流体を排出させる安全弁や、設定圧力で破裂す
るステンレス製薄膜などからなるプラチャーディスクな
どをヒートパイプに取付けることが提案されている（例
えば特開昭54−10463号、あるいは実開昭58−181180
号）が、このような付属機器を取付けるとすれば構成が
複雑になり、しかも製造工業工数が大幅に増えるからコ
ストが高騰する問題が生じ、結局は実用に耐え得ないも
のとなってしまう。
して作動流体を排出させる安全弁や、設定圧力で破裂す
るステンレス製薄膜などからなるプラチャーディスクな
どをヒートパイプに取付けることが提案されている（例
えば特開昭54−10463号、あるいは実開昭58−181180
号）が、このような付属機器を取付けるとすれば構成が
複雑になり、しかも製造工業工数が大幅に増えるからコ
ストが高騰する問題が生じ、結局は実用に耐え得ないも
のとなってしまう。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、不測の
爆発やそれに伴う危険を未然に回避することのできるヒ
ートパイプを提供することを目的とするものである。
爆発やそれに伴う危険を未然に回避することのできるヒ
ートパイプを提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、作動流体を
封入した密閉管における注入ノズルの部分に、設定圧力
で破損開口する薄肉部を設けたことを特徴とするもので
ある。
封入した密閉管における注入ノズルの部分に、設定圧力
で破損開口する薄肉部を設けたことを特徴とするもので
ある。
作用 この発明のヒートパイプでは、内部圧力が異常に上昇し
た場合、注入ノズル部分の特に強度の最も弱い薄肉部が
破損して開口し、ここから作動流体が排出される。した
がって作動流体の噴出による周囲への悪影響が最も少な
い箇所に注入ノズルが位置するようにヒートパイプの設
定位置、方向を予め適切に定めておくことにより、作動
流体の噴出による支障が生じず、不測の事故を防止でき
る。
た場合、注入ノズル部分の特に強度の最も弱い薄肉部が
破損して開口し、ここから作動流体が排出される。した
がって作動流体の噴出による周囲への悪影響が最も少な
い箇所に注入ノズルが位置するようにヒートパイプの設
定位置、方向を予め適切に定めておくことにより、作動
流体の噴出による支障が生じず、不測の事故を防止でき
る。
実施例 つぎにこの発明の実施例を説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す略解図であって、密
閉管１の本体２は銅等の金属製の大径管からなるもので
あり、その本体２の一方の端部は端板（エンドプレー
ト）によって閉じられるとともに、他方の端部には、そ
の端部から突出するように小径管からなる注入ノズル３
が取付けられている。その本体２の内周面には毛細管圧
力を発生させるためのウィック４が設けられており、そ
して注入ノズル３から空気等の非凝縮性ガスを吸引排気
した後に水等の凝縮性流体を作動流体として注入し、か
つ注入ノズル３を圧潰・溶着させて密閉した構成となっ
ている。そしてその注入ノズル３の一部には、薄肉部５
が形成されている。この薄肉部５は予め定めた設定圧力
が作用した場合に他の部分に優先して破損・開口するも
のであって、その肉厚や形状は設定圧力および材質によ
って決められている。ここで薄肉部５の具体的な形状の
数例を示せば第２図（Ａ）（Ｂ）ないし第６図（Ａ）
（Ｂ）の通りである。すなわち第２図（Ａ）（Ｂ）に示
す薄肉部５は、注入ノズル３の外面の一部を平坦面とな
るよう削り落して形成したものである。第３図（Ａ）
（Ｂ）は矩形断面の溝を注入ノズル３の外面に軸線方向
に沿って形成することにより薄肉部５としたものであ
る。これに対し第４図（Ａ）（Ｂ）の薄肉部５は注入ノ
ズル３の外面の溝をＶ溝とすることにより形成したもの
である。また第５図（Ａ）（Ｂ）の薄肉部５は注入ノズ
ル３の外周面に環状溝を設けることにより形成されたも
のである。さらに第６図（Ａ）（Ｂ）の例は、圧潰して
楕円断面とした注入ノズル３の外面の一部を平坦に削り
落して薄肉部５としたものである。
閉管１の本体２は銅等の金属製の大径管からなるもので
あり、その本体２の一方の端部は端板（エンドプレー
ト）によって閉じられるとともに、他方の端部には、そ
の端部から突出するように小径管からなる注入ノズル３
が取付けられている。その本体２の内周面には毛細管圧
力を発生させるためのウィック４が設けられており、そ
して注入ノズル３から空気等の非凝縮性ガスを吸引排気
した後に水等の凝縮性流体を作動流体として注入し、か
つ注入ノズル３を圧潰・溶着させて密閉した構成となっ
ている。そしてその注入ノズル３の一部には、薄肉部５
が形成されている。この薄肉部５は予め定めた設定圧力
が作用した場合に他の部分に優先して破損・開口するも
のであって、その肉厚や形状は設定圧力および材質によ
って決められている。ここで薄肉部５の具体的な形状の
数例を示せば第２図（Ａ）（Ｂ）ないし第６図（Ａ）
（Ｂ）の通りである。すなわち第２図（Ａ）（Ｂ）に示
す薄肉部５は、注入ノズル３の外面の一部を平坦面とな
るよう削り落して形成したものである。第３図（Ａ）
（Ｂ）は矩形断面の溝を注入ノズル３の外面に軸線方向
に沿って形成することにより薄肉部５としたものであ
る。これに対し第４図（Ａ）（Ｂ）の薄肉部５は注入ノ
ズル３の外面の溝をＶ溝とすることにより形成したもの
である。また第５図（Ａ）（Ｂ）の薄肉部５は注入ノズ
ル３の外周面に環状溝を設けることにより形成されたも
のである。さらに第６図（Ａ）（Ｂ）の例は、圧潰して
楕円断面とした注入ノズル３の外面の一部を平坦に削り
落して薄肉部５としたものである。
これら第２図（Ａ）（Ｂ）ないし第６図（Ａ）（Ｂ）に
示す形状への加工は切削加工や研削加工の外にプレスや
ポンチによる塑性加工によって行なうことができるが、
予め決めた設定圧力で薄肉部５が破損・開口するよう切
欠効果が生じないよう加工を行なうことが好ましい。
示す形状への加工は切削加工や研削加工の外にプレスや
ポンチによる塑性加工によって行なうことができるが、
予め決めた設定圧力で薄肉部５が破損・開口するよう切
欠効果が生じないよう加工を行なうことが好ましい。
上記のヒートパイプでは、入熱により内部圧力が上昇
し、設定圧力に達すると、注入ノズル３における薄肉部
５が破損して開口することによりここから内部の作動流
体が排出され、圧力が抜かれる。その場合作動流体の排
気はかなり急激に生じるが、このような排気が生じる箇
所は注入ノズル部分の薄肉部５であって事前に知れてい
るから、注入ノズル３の設定位置やその注入ノズル３に
おける薄肉部５の形成方向をヒートパイプの設置時に適
切に選定しておくことにより、不測の事故を防止するこ
とができる。また同様な理由から製品への作動流体の混
入も容易に防止することができる。
し、設定圧力に達すると、注入ノズル３における薄肉部
５が破損して開口することによりここから内部の作動流
体が排出され、圧力が抜かれる。その場合作動流体の排
気はかなり急激に生じるが、このような排気が生じる箇
所は注入ノズル部分の薄肉部５であって事前に知れてい
るから、注入ノズル３の設定位置やその注入ノズル３に
おける薄肉部５の形成方向をヒートパイプの設置時に適
切に選定しておくことにより、不測の事故を防止するこ
とができる。また同様な理由から製品への作動流体の混
入も容易に防止することができる。
さらにこの発明はウィックを設けたヒートパイプに限ら
ず、作動液を重力などの外力によって還流させるタイ
プ、すなわちウィックを有さないタイプのサーモサイホ
ンにも適用することができる。
ず、作動液を重力などの外力によって還流させるタイ
プ、すなわちウィックを有さないタイプのサーモサイホ
ンにも適用することができる。
考案の効果 以上説明したようにこの発明のヒートパイプによれば、
入熱に伴う内部圧力の異常上昇により注入ノズルにおけ
る薄肉部が他の部分に優先して破損開口するから、ここ
から作動流体を排出させて圧力を抜くことができ、した
がってヒートパイプの内部圧力の異常上昇を防ぐことが
でき、しかも薄肉部は特に密閉管本体の一端の注入ノズ
ルの部分に形成されているところから、その注入ノズル
の設置位置、注入ノズルにおける薄肉部の形成方向を予
め適切に定めておくことによって作動流体の噴出が予想
される箇所や方向を事前に設定しておくことができ、そ
のため人的あるいは物的な被害を未然に防止することが
可能となる。またこの発明のヒートパイプは安全弁など
の他の部品を取付ける必要がないから、構造が簡単であ
るうえに容易に製造することができ、ひいては安全なヒ
ートパイプを安価に得ることができる。なおまた、密閉
管本体に対して注入ノズルを別体に取付けた構成とした
場合には、注入ノズルの薄肉部が破損開口した状態でも
本体の部分は破損されないため、その本体部分は新たな
注入ノズルを取付けて再使用することができ、したがっ
てその場合には回収再使用によるコスト低減を図ること
ができる。
入熱に伴う内部圧力の異常上昇により注入ノズルにおけ
る薄肉部が他の部分に優先して破損開口するから、ここ
から作動流体を排出させて圧力を抜くことができ、した
がってヒートパイプの内部圧力の異常上昇を防ぐことが
でき、しかも薄肉部は特に密閉管本体の一端の注入ノズ
ルの部分に形成されているところから、その注入ノズル
の設置位置、注入ノズルにおける薄肉部の形成方向を予
め適切に定めておくことによって作動流体の噴出が予想
される箇所や方向を事前に設定しておくことができ、そ
のため人的あるいは物的な被害を未然に防止することが
可能となる。またこの発明のヒートパイプは安全弁など
の他の部品を取付ける必要がないから、構造が簡単であ
るうえに容易に製造することができ、ひいては安全なヒ
ートパイプを安価に得ることができる。なおまた、密閉
管本体に対して注入ノズルを別体に取付けた構成とした
場合には、注入ノズルの薄肉部が破損開口した状態でも
本体の部分は破損されないため、その本体部分は新たな
注入ノズルを取付けて再使用することができ、したがっ
てその場合には回収再使用によるコスト低減を図ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す略解図、第２図
（Ａ）（Ｂ）ないし第６図（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ薄肉
部の形状を示す部分図である。 １……密閉管、２……本体、３……注入ノズル、４……
ウィック、５……薄肉部。
（Ａ）（Ｂ）ないし第６図（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ薄肉
部の形状を示す部分図である。 １……密閉管、２……本体、３……注入ノズル、４……
ウィック、５……薄肉部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 阿部 恒章 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 古谷 修一 神奈川県横浜市西区岡野２丁目５番28号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 田中 修 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−110982（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】蒸発および凝縮を繰り返し行なう凝縮性流
体を封入した密閉管が、大径管からなる密閉管本体と、
その密閉管本体の一端から突出する小径管からなる注入
ノズルとを有する構成とされ、かつ前記注入ノズルの部
分に、予め定めた設定圧力で破損し開口する薄肉部を形
成してあることを特徴とするヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61087749A JPH0731025B2 (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | ヒ−トパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61087749A JPH0731025B2 (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | ヒ−トパイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62245086A JPS62245086A (ja) | 1987-10-26 |
| JPH0731025B2 true JPH0731025B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=13923581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61087749A Expired - Lifetime JPH0731025B2 (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | ヒ−トパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731025B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2683113B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1997-11-26 | 帝人製機株式会社 | ヒートパイプ |
| JP2541056B2 (ja) * | 1991-10-18 | 1996-10-09 | 日立電線株式会社 | ヒ―トパイプ式熱交換器の製造方法 |
| GB2427680A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-03 | Asia Vital Components Co Ltd | Heat pipe manufacturing method |
| GB2427679A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-03 | Asia Vital Components Co Ltd | Heat pipe manufacturing method |
| GB2427681A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-03 | Asia Vital Components Co Ltd | Heat pipe manufacturing method |
| GB2427678B (en) * | 2005-06-28 | 2008-01-09 | Asia Vital Components Co Ltd | Heat pipe manufacturing system |
| US7621318B2 (en) | 2006-07-10 | 2009-11-24 | Exxonmobile Research And Engineering Co. | Heat pipe structure |
| JP6502540B1 (ja) | 2018-02-15 | 2019-04-17 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 保護構造 |
| EP4043821B1 (en) | 2021-02-12 | 2024-04-03 | ABB Schweiz AG | Blank for a heat-transfer device and method to produce a heat-transfer device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05692Y2 (ja) * | 1984-12-26 | 1993-01-11 |
-
1986
- 1986-04-16 JP JP61087749A patent/JPH0731025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62245086A (ja) | 1987-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |