JPS59109784A - 高熱流束受熱装置 - Google Patents
高熱流束受熱装置Info
- Publication number
- JPS59109784A JPS59109784A JP21973782A JP21973782A JPS59109784A JP S59109784 A JPS59109784 A JP S59109784A JP 21973782 A JP21973782 A JP 21973782A JP 21973782 A JP21973782 A JP 21973782A JP S59109784 A JPS59109784 A JP S59109784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat receiving
- fins
- heat
- cooling pipes
- cooling
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
- F28F1/16—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means being integral with the element, e.g. formed by extrusion
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不発明は加熱源よりの急激な熱入射を安全且つ確実に受
けることができる高熱流束受熱装置に関する。
けることができる高熱流束受熱装置に関する。
従来、この種の高エネルギーのビームヤ熱の入射を受け
る受熱装置としては第１図及び第２図に示す如き装置が
使用されていた。これら第１図において、１は受熱板、
２は冷却管、６は入射する熱線又はビームであり、第２
図において、６は入射する熱線又はビーム、４はフィン
伺冷却管、５はヘッダーである。第１図に示す装置では
受熱板１がＶ字状もしくは一枚板として配置され、熱線
乙の入射角を小さくすることにより受熱板表面の熱負荷
を下げて使用されて℃・る。しかしながらこの装置ては
受熱板１の表面のみが熱せられるために受熱板１の表裏
など熱を受ける所と受けない所の間の温度差が大きくな
り、その結果受熱板１中に４４料の許容応力を越える大
きな熱応力が発生し受熱板１が容易に破壊されてしまう
と（・う欠点があった。第４図は熱源がイオンビームで
ある場合の入射熱流束分布の一例であって縦軸が入射熱
流束を示し、横軸はその分布を示す。第４図に示すよう
に入射熱流束が一様でない場合には入射熱流束の高い部
分では受熱面の傾きを太きくし、熱流束の低い部分では
傾きを小さくすることが受熱板の熱負荷の一様化の点や
装置の小型化の点で望ましいが、上記第１図の装置では
そのような配置が困難で゛あった。
る受熱装置としては第１図及び第２図に示す如き装置が
使用されていた。これら第１図において、１は受熱板、
２は冷却管、６は入射する熱線又はビームであり、第２
図において、６は入射する熱線又はビーム、４はフィン
伺冷却管、５はヘッダーである。第１図に示す装置では
受熱板１がＶ字状もしくは一枚板として配置され、熱線
乙の入射角を小さくすることにより受熱板表面の熱負荷
を下げて使用されて℃・る。しかしながらこの装置ては
受熱板１の表面のみが熱せられるために受熱板１の表裏
など熱を受ける所と受けない所の間の温度差が大きくな
り、その結果受熱板１中に４４料の許容応力を越える大
きな熱応力が発生し受熱板１が容易に破壊されてしまう
と（・う欠点があった。第４図は熱源がイオンビームで
ある場合の入射熱流束分布の一例であって縦軸が入射熱
流束を示し、横軸はその分布を示す。第４図に示すよう
に入射熱流束が一様でない場合には入射熱流束の高い部
分では受熱面の傾きを太きくし、熱流束の低い部分では
傾きを小さくすることが受熱板の熱負荷の一様化の点や
装置の小型化の点で望ましいが、上記第１図の装置では
そのような配置が困難で゛あった。
他方、第２図に示す装置ではフィン伺冷却管４をヘッダ
ー５の間に並列に並べて受熱板を形成したものであって
、冷却管部が熱源に向きフィン４ａが熱源から見て冷却
管の背後に位置するように配置されている。この例では
、フィン付冷却管４のフィン４ａ部分でも熱を受けるた
め熱線に対し前方に位置したフィンイ」冷却管４０表裏
間のγＦ’ｌＡ度差が小さいという利点と、冷却管軸に
１自角な力面での温度差による熱応力が発生しなし・と
いう利点がある。しかしなからかがる装置では熱源に対
し７後側に位置するフィン伺冷却管（第６図の中央の管
）ではフィン部が前方の管のフィンの影に入り表裏の温
度差が大きくなるという欠点、入熱時のフィン刊冷却管
の軸方向の熱膨張がヘッダー５で拘束されるため熱応力
が大きくなる欠点および、長期間の使用中に小さい塑性
変形が積み重なってフィン付冷却管の配列のピンチが変
化し、ひいてはフィンとフィンの間にすき間が生じそこ
から入射した熱線やビームがもれるという欠点があった
。
ー５の間に並列に並べて受熱板を形成したものであって
、冷却管部が熱源に向きフィン４ａが熱源から見て冷却
管の背後に位置するように配置されている。この例では
、フィン付冷却管４のフィン４ａ部分でも熱を受けるた
め熱線に対し前方に位置したフィンイ」冷却管４０表裏
間のγＦ’ｌＡ度差が小さいという利点と、冷却管軸に
１自角な力面での温度差による熱応力が発生しなし・と
いう利点がある。しかしなからかがる装置では熱源に対
し７後側に位置するフィン伺冷却管（第６図の中央の管
）ではフィン部が前方の管のフィンの影に入り表裏の温
度差が大きくなるという欠点、入熱時のフィン刊冷却管
の軸方向の熱膨張がヘッダー５で拘束されるため熱応力
が大きくなる欠点および、長期間の使用中に小さい塑性
変形が積み重なってフィン付冷却管の配列のピンチが変
化し、ひいてはフィンとフィンの間にすき間が生じそこ
から入射した熱線やビームがもれるという欠点があった
。
本発明の目的は上記如き従来技術の欠点を解消し寿命の
長（・受熱装置を提供するところにある。
長（・受熱装置を提供するところにある。
す、■、本発明の実施例を第５図および第６図を参照し
て詳細に説明する。第５図は二台の受熱部を組合ぜてＶ
字形の受熱部を形成した受熱装置の横断面を示し、第６
図は第５図の片方の受熱部の部分的な縦断面図を示ず２
゜ 熱入射を受ける受熱部８がフィンＩＤａを有する冷期］
管１０を備え、冷却管１０ ｂが熱源に向き且つフィン
が熱源から見て冷却管の背面に配置されるように多数の
ノインイ：］冷却管１０をフィン１０ａとフィン１０ａ
とが互いに重なり合うよう配列して受熱ＩＭｒを構成す
る。第５図におし・てＢは受熱１１１１の横幅寸法で、
各々のフィン付冷却管５は冷却水ヘッダー７に導かれ同
冷却管１ｏに冷媒を流すことにより受熱面の冷却を行う
。このような構成の受熱部に於て第６図のように熱源に
対して後方に位置する管のフィン幅１′を前方に位置す
るもの１より太き（し、且つ管の配列のピンチＰを大き
くとれば、後方のフィン伺冷却管１０の受熱面とその裏
面間に生ずる温度勾配も前方のフィン伺冷却管と同様に
小さくできよって熱応力も小さくできるので受熱装置即
ちフインイ・」冷却管を長寿命化することができる。
て詳細に説明する。第５図は二台の受熱部を組合ぜてＶ
字形の受熱部を形成した受熱装置の横断面を示し、第６
図は第５図の片方の受熱部の部分的な縦断面図を示ず２
゜ 熱入射を受ける受熱部８がフィンＩＤａを有する冷期］
管１０を備え、冷却管１０ ｂが熱源に向き且つフィン
が熱源から見て冷却管の背面に配置されるように多数の
ノインイ：］冷却管１０をフィン１０ａとフィン１０ａ
とが互いに重なり合うよう配列して受熱ＩＭｒを構成す
る。第５図におし・てＢは受熱１１１１の横幅寸法で、
各々のフィン付冷却管５は冷却水ヘッダー７に導かれ同
冷却管１ｏに冷媒を流すことにより受熱面の冷却を行う
。このような構成の受熱部に於て第６図のように熱源に
対して後方に位置する管のフィン幅１′を前方に位置す
るもの１より太き（し、且つ管の配列のピンチＰを大き
くとれば、後方のフィン伺冷却管１０の受熱面とその裏
面間に生ずる温度勾配も前方のフィン伺冷却管と同様に
小さくできよって熱応力も小さくできるので受熱装置即
ちフインイ・」冷却管を長寿命化することができる。
また第５図に示ずように受熱部を二つに分割することに
すれば、夫々のフインイマ１冷却管１０を曲げ加工する
ことによって受熱部各部の傾斜角な入射熱流束分布に対
応した最適の値に設定することが容易となるので゛、フ
ィン伺冷却貿１０の軸方向の熱応力を減少させられると
いう利点のある他、受熱装置の／Ｊ・型化にも有効であ
る。フィンイス１伶力ｊ管は熱を受けたとき表裏の湿度
差が小さ見・ので主に管の軸方向に膨張する。このため
第５図のように受熱部８と冷却ヘッダー７との間の部分
の冷却管をＵ字形に曲げこの部分のバネ効果によって熱
膨張による変位を吸１２すれば管の軸方向に生ずる熱応
力を従来のものより非常に小さくすることができる。
すれば、夫々のフインイマ１冷却管１０を曲げ加工する
ことによって受熱部各部の傾斜角な入射熱流束分布に対
応した最適の値に設定することが容易となるので゛、フ
ィン伺冷却貿１０の軸方向の熱応力を減少させられると
いう利点のある他、受熱装置の／Ｊ・型化にも有効であ
る。フィンイス１伶力ｊ管は熱を受けたとき表裏の湿度
差が小さ見・ので主に管の軸方向に膨張する。このため
第５図のように受熱部８と冷却ヘッダー７との間の部分
の冷却管をＵ字形に曲げこの部分のバネ効果によって熱
膨張による変位を吸１２すれば管の軸方向に生ずる熱応
力を従来のものより非常に小さくすることができる。
並列に並べられたフィン伺冷却管の間隔のずれを機械的
に拘束ずろため、同冷却管の受熱部の裏側に第６図に示
す如き支持連結金具６を取イ」ける。
に拘束ずろため、同冷却管の受熱部の裏側に第６図に示
す如き支持連結金具６を取イ」ける。
この金具は隣り合うフィンとフィンの間隔のみ拘束する
が、１１＋方向の変位は全く拘束せず又両隣り以ト遠方
の青との間の変位も直接拘束しな℃・ものとずろ。この
とき、管の軸方向の変形に対しては支持金具６は全く拘
束力を持たないので支持金具６を取イ；］けたことによ
って熱膨張が拘束され熱応力が増大することはな見・。
が、１１＋方向の変位は全く拘束せず又両隣り以ト遠方
の青との間の変位も直接拘束しな℃・ものとずろ。この
とき、管の軸方向の変形に対しては支持金具６は全く拘
束力を持たないので支持金具６を取イ；］けたことによ
って熱膨張が拘束され熱応力が増大することはな見・。
一方性の軸方向以外の力面−＼の変形は微少であり支持
金具６と冷却管の間の遊びを適当に設定ずろことにより
、−回の熱ライフルによる変形は拘束しないが、微少な
熱変形の積み小ねの結果として起きて）管の配列のピン
チの変化やずき間の発生か防止てきる。前述した支持連
結金具によってフィン付冷却管を連結した受熱部は、同
冷却管単独の熱変形を拘束せずに隣り合うフィンとフィ
ンとの重畳を保証するという相反する二つの要求を同時
に満足しており、高熱流束の入射に対し熱衝撃が小さく
すき間の生じない受熱装置を作ることができる。
金具６と冷却管の間の遊びを適当に設定ずろことにより
、−回の熱ライフルによる変形は拘束しないが、微少な
熱変形の積み小ねの結果として起きて）管の配列のピン
チの変化やずき間の発生か防止てきる。前述した支持連
結金具によってフィン付冷却管を連結した受熱部は、同
冷却管単独の熱変形を拘束せずに隣り合うフィンとフィ
ンとの重畳を保証するという相反する二つの要求を同時
に満足しており、高熱流束の入射に対し熱衝撃が小さく
すき間の生じない受熱装置を作ることができる。
以上述べた如く、本発明によれば、寿命が長く且つ小型
の受熱装置を提供することができる。
の受熱装置を提供することができる。
第１図は従来の受熱装置の斜視図、第２図はフィン付冷
却管を配列した従来の受熱装置の斜視図、第６図は第２
図のＡ−Ａ線断面図、第４図は受熱装置へ入射する熱流
束分布のクラ７、第５図は本発明の高熱流束受熱装置の
一実施例を示すＩＲ断ケ１１図、第６図は第５図の片方
の受熱部の部分的縦断面図で゛ある。 ６：フイン伺冷却管支持金具 ７：冷却水ヘッダー ８：受 熱 板 １０：ノィンイで１冷却管Ｐ：フ
ィン伺冷却管配列のピンチ １：前方のフィン伺冷却管のフィン幅 １′：後方のフィン伺冷却管のフィン幅地／／ 第７図 本乙図 ぐコＢ
却管を配列した従来の受熱装置の斜視図、第６図は第２
図のＡ−Ａ線断面図、第４図は受熱装置へ入射する熱流
束分布のクラ７、第５図は本発明の高熱流束受熱装置の
一実施例を示すＩＲ断ケ１１図、第６図は第５図の片方
の受熱部の部分的縦断面図で゛ある。 ６：フイン伺冷却管支持金具 ７：冷却水ヘッダー ８：受 熱 板 １０：ノィンイで１冷却管Ｐ：フ
ィン伺冷却管配列のピンチ １：前方のフィン伺冷却管のフィン幅 １′：後方のフィン伺冷却管のフィン幅地／／ 第７図 本乙図 ぐコＢ
Claims (2)
- （１）冷媒を流す冷却管とこの冷却管に設けられたフィ
ンとを有する複数のフィン伺冷却管をフイ、 ンとフ
ィンとが互いに重り合うように並列に配列して成る受熱
板を備え、該受熱板を二台以上組合せて受熱面を形成し
て成る高熱流束受熱装置。 - （２）冷媒を流す冷却管とこの冷却管に設けられたフィ
ンとを有する複数のフィン刊冷却管をフィンとフィンと
が互いに重り合うように並列に配列して成る受熱板を有
し、前記並列に配列されたフィン付冷却管の隣接するフ
ィンとフィンとを拘束するＵ字形支持金具を備えている
ことを特徴とする高熱流束受熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21973782A JPS59109784A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 高熱流束受熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21973782A JPS59109784A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 高熱流束受熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109784A true JPS59109784A (ja) | 1984-06-25 |
Family
ID=16740190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21973782A Pending JPS59109784A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 高熱流束受熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109784A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925733A (en) * | 1984-08-18 | 1990-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic recording medium |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP21973782A patent/JPS59109784A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925733A (en) * | 1984-08-18 | 1990-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic recording medium |
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