JPH08200976A - 蒸発管 - Google Patents
蒸発管Info
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- JPH08200976A JPH08200976A JP7011994A JP1199495A JPH08200976A JP H08200976 A JPH08200976 A JP H08200976A JP 7011994 A JP7011994 A JP 7011994A JP 1199495 A JP1199495 A JP 1199495A JP H08200976 A JPH08200976 A JP H08200976A
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- passage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/182—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing especially adapted for evaporator or condenser surfaces
-
- 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
- F28D15/04—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 tubes having a capillary structure
- F28D15/046—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 tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/04—Coatings; Surface treatments hydrophobic
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、液膜の均一化を図り得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現することにある。 【構成】菅軸方向に毛細管構造１３が挿着された蒸気路
１１に対して作動液の供給される液路１２を並設して、
これら蒸気路１１と液路１２相互間を連通溝１１２を介
して連通すると共に、蒸気路１１内に壁面側より親水性
材料層１３１及び疎水性材料層１３２を順に積重した毛
細管構造１３を挿着し、この毛細管構造１３の毛細管力
により液路１２に供給される作動液を蒸発路１１の壁面
に行き渡らせて、常に、所望の液膜を形成するように構
成し、所期の目的を達成したものである。
て、信頼性の高い動作制御を実現することにある。 【構成】菅軸方向に毛細管構造１３が挿着された蒸気路
１１に対して作動液の供給される液路１２を並設して、
これら蒸気路１１と液路１２相互間を連通溝１１２を介
して連通すると共に、蒸気路１１内に壁面側より親水性
材料層１３１及び疎水性材料層１３２を順に積重した毛
細管構造１３を挿着し、この毛細管構造１３の毛細管力
により液路１２に供給される作動液を蒸発路１１の壁面
に行き渡らせて、常に、所望の液膜を形成するように構
成し、所期の目的を達成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば人工衛星を含
む宇宙飛行体の排熱システムに好適する二相流体ループ
や、キャピラリポンプループや、大容量ヒートパイプ等
の蒸発部として用いられる蒸発管に関する。
む宇宙飛行体の排熱システムに好適する二相流体ループ
や、キャピラリポンプループや、大容量ヒートパイプ等
の蒸発部として用いられる蒸発管に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の蒸発管は、液路と蒸気路が並設
され、液路に供給される作動液を連通溝を介して蒸気路
に案内し、該蒸気路の壁面に液膜を形成することによ
り、該作動液が図示しない発熱体の熱量を奪って蒸発
し、この作動液蒸気が蒸気路を通って排熱される。この
蒸気路の壁面には、管軸方向に複数のグルーブと称する
溝に親水性材料を挿着した毛細管構造が設けられ、この
毛細管構造の毛細管力により液路から導かれた作動液が
壁面に行き渡らされて液膜を形成するように構成され
る。この際、蒸発路の壁面に案内される作動液は、毛細
管構造による毛細管力の作用により、その液面が凹形状
となり、液圧力が、その表面張力の分だけ蒸気圧より低
く設定される。
され、液路に供給される作動液を連通溝を介して蒸気路
に案内し、該蒸気路の壁面に液膜を形成することによ
り、該作動液が図示しない発熱体の熱量を奪って蒸発
し、この作動液蒸気が蒸気路を通って排熱される。この
蒸気路の壁面には、管軸方向に複数のグルーブと称する
溝に親水性材料を挿着した毛細管構造が設けられ、この
毛細管構造の毛細管力により液路から導かれた作動液が
壁面に行き渡らされて液膜を形成するように構成され
る。この際、蒸発路の壁面に案内される作動液は、毛細
管構造による毛細管力の作用により、その液面が凹形状
となり、液圧力が、その表面張力の分だけ蒸気圧より低
く設定される。
【０００３】ところで、このような蒸発管にあっては、
例えば二相流体ループ式排熱システムの蒸発部として用
いる場合、ループの圧損を補うために、移送ポンプを用
いて凝縮部からの作動液を強制的に液路に供給するよう
に構成される。
例えば二相流体ループ式排熱システムの蒸発部として用
いる場合、ループの圧損を補うために、移送ポンプを用
いて凝縮部からの作動液を強制的に液路に供給するよう
に構成される。
【０００４】しかしながら、上記蒸発管では、移送ポン
プて強制的に作動液を移送するように構成した場合、移
送ポンプのポンプヘッドの変動や、ポンプヘッドの制御
ミス等により、作動液の液圧が変動して蒸気圧より高く
なる虞を有する。これによると、蒸気路の壁面に形成さ
れる液膜が、成長し過ぎて厚くなり過ぎ、正常な蒸発が
出来なくなって、沸騰等の不安定現象が発生するという
問題を有する。係る問題は、特に、信頼性の高い動作制
御が要求される宇宙開発の分野においては、重大であ
る。
プて強制的に作動液を移送するように構成した場合、移
送ポンプのポンプヘッドの変動や、ポンプヘッドの制御
ミス等により、作動液の液圧が変動して蒸気圧より高く
なる虞を有する。これによると、蒸気路の壁面に形成さ
れる液膜が、成長し過ぎて厚くなり過ぎ、正常な蒸発が
出来なくなって、沸騰等の不安定現象が発生するという
問題を有する。係る問題は、特に、信頼性の高い動作制
御が要求される宇宙開発の分野においては、重大であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の蒸発管では、作動液を強制的に移送するように構成
した場合、液圧力の変動を招いて、所望の液膜を得るこ
とができなくなり、作動液の沸騰等の不安定現象が発生
するという問題を有する。
来の蒸発管では、作動液を強制的に移送するように構成
した場合、液圧力の変動を招いて、所望の液膜を得るこ
とができなくなり、作動液の沸騰等の不安定現象が発生
するという問題を有する。
【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡易な構成で、液膜の均一化を図り得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現した蒸発管を提供する
ことを目的とする。
ので、簡易な構成で、液膜の均一化を図り得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現した蒸発管を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、菅軸方向に
毛細管構造が挿着された蒸気路に対して作動液の供給さ
れる液路を並設し、前記液路に供給される作動液を連通
溝を通して前記蒸気路に導いて前記毛細管構造の毛細管
力により該蒸発路の壁面に液膜を形成してなる蒸発管に
おいて、前記毛細管構造を、前記蒸気路の壁面側より親
水性材料層及び疎水性材料層を順に設けて構成したもの
である。
毛細管構造が挿着された蒸気路に対して作動液の供給さ
れる液路を並設し、前記液路に供給される作動液を連通
溝を通して前記蒸気路に導いて前記毛細管構造の毛細管
力により該蒸発路の壁面に液膜を形成してなる蒸発管に
おいて、前記毛細管構造を、前記蒸気路の壁面側より親
水性材料層及び疎水性材料層を順に設けて構成したもの
である。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、毛細管構造は、液路の液圧
が所定の状態で、親水性材料層が作動液を保持して、該
作動液と蒸気の界面を凹形状に形成し、液圧を蒸気圧よ
り低く設定する。そして、液路の作動液の液圧が上昇す
ると、作動液の液面が上昇して、疎水性材料層に達し、
その壁面との界面が凸形状に変化され、液圧に抗する圧
力が発生される。従って、液圧と無関係に常に一定の液
膜が確保され、信頼性の高い動作制御が可能となる。
が所定の状態で、親水性材料層が作動液を保持して、該
作動液と蒸気の界面を凹形状に形成し、液圧を蒸気圧よ
り低く設定する。そして、液路の作動液の液圧が上昇す
ると、作動液の液面が上昇して、疎水性材料層に達し、
その壁面との界面が凸形状に変化され、液圧に抗する圧
力が発生される。従って、液圧と無関係に常に一定の液
膜が確保され、信頼性の高い動作制御が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る蒸発管を示すもので、図中１０は、管路本体で、菅軸
方向に蒸気路１１と液路１２が並設される。このうち蒸
気路１１は、図示しない凝縮部に接続され、その内壁面
には、周方向に所定の間隔を有して複数のグルーブと称
する溝１１１が菅軸方向に形成される。そして、この溝
１１１を含む内部には、略中空状の毛細管構造１３が挿
着される。この毛細管構造１３は、図２に示すようにフ
ァイバ材等で形成される親水性材料層１３１が上記溝１
１１を含む蒸気路１１の内壁面に積重して設けられ、こ
の親水性材料層１３１上には、疎水性材料層１３２が設
けられる。この疎水性材料層１３２は、例えばメッシュ
材で形成される。
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る蒸発管を示すもので、図中１０は、管路本体で、菅軸
方向に蒸気路１１と液路１２が並設される。このうち蒸
気路１１は、図示しない凝縮部に接続され、その内壁面
には、周方向に所定の間隔を有して複数のグルーブと称
する溝１１１が菅軸方向に形成される。そして、この溝
１１１を含む内部には、略中空状の毛細管構造１３が挿
着される。この毛細管構造１３は、図２に示すようにフ
ァイバ材等で形成される親水性材料層１３１が上記溝１
１１を含む蒸気路１１の内壁面に積重して設けられ、こ
の親水性材料層１３１上には、疎水性材料層１３２が設
けられる。この疎水性材料層１３２は、例えばメッシュ
材で形成される。
【００１０】また、蒸気路１１の外壁面には、内壁の複
数の溝１１１に対して略直交する複数の連通溝１１２が
菅軸方向に所定の間隔を有して形成される。この複数の
連通溝１１２は、複数の溝１１１と液路１２をそれぞれ
連通する。
数の溝１１１に対して略直交する複数の連通溝１１２が
菅軸方向に所定の間隔を有して形成される。この複数の
連通溝１１２は、複数の溝１１１と液路１２をそれぞれ
連通する。
【００１１】他方、液路１２は上記凝縮部（図示せず）
の作動液出口に接続され、蒸気凝縮部（図示せず）から
の作動液が図示しない移送ポンプを介して矢印方向に移
送される。
の作動液出口に接続され、蒸気凝縮部（図示せず）から
の作動液が図示しない移送ポンプを介して矢印方向に移
送される。
【００１２】上記構成において、上記凝縮部（図示せ
ず）からの作動液が上記移送ポンプ（図示せず）を介し
て液路１２の一方端から供給されると、該作動液は、先
ず、連通溝１１２を通って蒸気路１１の溝１１１に案内
される。すると、作動液は、毛細管構造１３の毛細管力
により、蒸気路１１の壁面に行き渡り、該壁面に液膜を
形成する。この際、作動液は、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１に保持され、壁面との界面が凹形状に設定
され、液圧が蒸気圧より低く設定される。ここで、液膜
は、管路本体１０に設置される図示しない発熱体の熱量
を奪って蒸発し、蒸発した作動液蒸気が蒸気路１１を通
って上記凝縮部（図示せず）に導かれて凝縮され、再
び、該凝縮部（図示せず）の作動液出口が移送ポンプ
（図示せず）により液路に導かれる。
ず）からの作動液が上記移送ポンプ（図示せず）を介し
て液路１２の一方端から供給されると、該作動液は、先
ず、連通溝１１２を通って蒸気路１１の溝１１１に案内
される。すると、作動液は、毛細管構造１３の毛細管力
により、蒸気路１１の壁面に行き渡り、該壁面に液膜を
形成する。この際、作動液は、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１に保持され、壁面との界面が凹形状に設定
され、液圧が蒸気圧より低く設定される。ここで、液膜
は、管路本体１０に設置される図示しない発熱体の熱量
を奪って蒸発し、蒸発した作動液蒸気が蒸気路１１を通
って上記凝縮部（図示せず）に導かれて凝縮され、再
び、該凝縮部（図示せず）の作動液出口が移送ポンプ
（図示せず）により液路に導かれる。
【００１３】そして、上記の蒸発動作状態において、例
えば移送ポンプ（図示せず）のポンプヘッドが変化して
液圧が高くなると、作動液は、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１より液面が上昇して、疎水性材料層１３２
に到達され、その液面が、疎水性材料層１３２の作用に
より、蒸発路１１との界面が凸形状に変化される。この
結果、作動液は、移送ポンプ（図示せず）のポンプヘッ
ドに抗する圧力を発生して、蒸気路１１の壁面に形成す
る液膜が初期の状態に保たれる。
えば移送ポンプ（図示せず）のポンプヘッドが変化して
液圧が高くなると、作動液は、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１より液面が上昇して、疎水性材料層１３２
に到達され、その液面が、疎水性材料層１３２の作用に
より、蒸発路１１との界面が凸形状に変化される。この
結果、作動液は、移送ポンプ（図示せず）のポンプヘッ
ドに抗する圧力を発生して、蒸気路１１の壁面に形成す
る液膜が初期の状態に保たれる。
【００１４】このように、上記蒸発管は、菅軸方向に毛
細管構造１３が挿着された蒸気路１１に対して作動液の
供給される液路１２を並設して、これら蒸気路１１と液
路１２相互間を連通溝１１２を介して連通すると共に、
蒸気路１１内に壁面側より親水性材料層１３１及び疎水
性材料層１３２を順に積重した毛細管構造１３を挿着
し、この毛細管構造１３の毛細管力により液路１２に供
給される作動液を蒸発路１１の壁面に行き渡らせて、所
望の液膜を形成するように構成した。これによれば、液
路１２の液圧が所定の状態で、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１が作動液を保持して、該作動液の界面を凹
形状に設定し、液路の液圧が上昇すると、作動液の液面
が上昇して、毛細管構造１３の疎水性材料層１３２に達
し、その界面が凸形状に変化することにより、液圧に抗
する圧力を発生し、初期の液膜に保つように動作され
る。したがって、液路１２に作動液を供給するのに移送
ポンプ（図示せず）等を用いて強制的に移送するような
排熱システムに適用した場合においても、液圧の変化に
影響されることなく、蒸発路１１の壁面に形成する液膜
の均一化が図れることにより、確実に高効率な吸熱特性
が実現される信頼性の高い動作制御が可能となる。
細管構造１３が挿着された蒸気路１１に対して作動液の
供給される液路１２を並設して、これら蒸気路１１と液
路１２相互間を連通溝１１２を介して連通すると共に、
蒸気路１１内に壁面側より親水性材料層１３１及び疎水
性材料層１３２を順に積重した毛細管構造１３を挿着
し、この毛細管構造１３の毛細管力により液路１２に供
給される作動液を蒸発路１１の壁面に行き渡らせて、所
望の液膜を形成するように構成した。これによれば、液
路１２の液圧が所定の状態で、毛細管構造１３の親水性
材料層１３１が作動液を保持して、該作動液の界面を凹
形状に設定し、液路の液圧が上昇すると、作動液の液面
が上昇して、毛細管構造１３の疎水性材料層１３２に達
し、その界面が凸形状に変化することにより、液圧に抗
する圧力を発生し、初期の液膜に保つように動作され
る。したがって、液路１２に作動液を供給するのに移送
ポンプ（図示せず）等を用いて強制的に移送するような
排熱システムに適用した場合においても、液圧の変化に
影響されることなく、蒸発路１１の壁面に形成する液膜
の均一化が図れることにより、確実に高効率な吸熱特性
が実現される信頼性の高い動作制御が可能となる。
【００１５】なお、上記実施例では、毛細管構造１３の
親水性材料層１３１をファイバ材で形成し、疎水性材料
層１３２をメッシュ材で形成するように構成したが、こ
れに限ることなく、焼結金属等を用いて構成することも
可能である。よって、この発明は上記実施例に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論のことである。
親水性材料層１３１をファイバ材で形成し、疎水性材料
層１３２をメッシュ材で形成するように構成したが、こ
れに限ることなく、焼結金属等を用いて構成することも
可能である。よって、この発明は上記実施例に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論のことである。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、液膜の均一化を図り得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現した蒸発管を提供する
ことができる。
ば、簡易な構成で、液膜の均一化を図り得るようにし
て、信頼性の高い動作制御を実現した蒸発管を提供する
ことができる。
【図１】この発明の一実施例に係る蒸発管を示した図。
【図２】図１の一部詳細を示した図。
１０…管路本体、１１…蒸気路、１２…液路、１１１…
溝、１１２…連通溝、１３…毛細管構造、１３１…親水
性材料層、１３２…疎水性材料層。
溝、１１２…連通溝、１３…毛細管構造、１３１…親水
性材料層、１３２…疎水性材料層。
Claims (2)
- 【請求項１】 菅軸方向に毛細管構造が挿着された蒸気
路に対して作動液の供給される液路を並設し、前記液路
に供給される作動液を連通溝を通して前記蒸気路に導い
て前記毛細管構造の毛細管力により該蒸発路の壁面に液
膜を形成してなる蒸発管において、 前記毛細管構造は、前記蒸気路の壁面側より親水性材料
層及び疎水性材料層が順に設けられてなることを特徴と
する蒸発管。 - 【請求項２】 前記毛細管構造は、前記親水性材料層が
ファイバ材で形成され、前記疎水性材料層がメッシュ材
で形成されてなることを特徴とする請求項１記載の蒸発
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011994A JPH08200976A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 蒸発管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011994A JPH08200976A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 蒸発管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08200976A true JPH08200976A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11793144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7011994A Pending JPH08200976A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 蒸発管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08200976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011145B2 (en) * | 2004-07-12 | 2006-03-14 | Industrial Technology Research Institute | Method for enhancing mobility of working fluid in liquid/gas phase heat dissipating device |
| CN100344931C (zh) * | 2003-12-05 | 2007-10-24 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 热管 |
| JP2015183888A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 蒸発器 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7011994A patent/JPH08200976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100344931C (zh) * | 2003-12-05 | 2007-10-24 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 热管 |
| US7011145B2 (en) * | 2004-07-12 | 2006-03-14 | Industrial Technology Research Institute | Method for enhancing mobility of working fluid in liquid/gas phase heat dissipating device |
| JP2015183888A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 蒸発器 |
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