JPH01111198A

JPH01111198A - ループ型ヒートパイプ

Info

Publication number: JPH01111198A
Application number: JP26818187A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Watabiki; 直久綿引; Moriaki Tsukamoto; 守昭塚本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-04-27

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〕本発明は、長距離を熱輸送するヒートパイプに係り、特
に、凝縮液の戻り不足によるヒートパイプの動作不能、
及び、機能低下の防止と、熱輸送量を制御可能にしたヒ
ートパイプに関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６１−２２１９３号公報に記載の
ように、無端ループ状のヒートパイプを単体とし、それ
を複数に連結して長距離間、熱伝達する構造となってい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ヒートパイプ凝縮部に凝縮したヒート
パイプ熱媒体をその蒸発部に戻す方法として、ウィック
（メツシュ）の毛細管圧力を利用していた。また、長距
離間を熱輸送するヒートパイプは、この構造を具備する
ヒートパイプをループ状にし、それを単体として複数連
結する構成であった。

そのため、接続部での熱損失の点について考慮がされて
おらず、接続部の伝熱抵抗が大きくなる問題があった。

本発明の目的は、ヒートパイプ凝縮部に凝縮したヒート
パイプ熱媒体をその蒸発部に戻す量を制御して、熱輸送
量を増すことのできるビー１−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〕

上記目的は、蒸発部と凝縮部とを熱媒体が一定方向に熱
循環するヒートパイプの凝縮部液層側に、凝縮した熱媒
体を蒸発部に外部磁場により強制供給するための電磁式
ポンプを設けることにより達成される。

〔作用〕

電磁式ポンプは、凝縮部に凝縮した熱媒体を、外部磁場
により強制的に蒸発部に供給するものである。そのため
、熱媒体を蒸発部に、ウィックの毛細管作用や重力勾配
作用等の自然供給不可能となる時に電磁式ポンプを動作
させる。それにより、電磁式ポンプは、フレミングの左
手の法則に従って、一定方向の流動力を与えるので逆流
することがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により詳細に説明する
。第１図は本発明のループ型ヒートパイプの説明図であ
る。第２図は電磁式ポンプの斜視図である。ループ型ヒ
ートパイプの構造は、熱媒体５と熱媒体を加熱する蒸発
器２、その蒸気を凝縮させる凝縮器３及び放熱フィン４
、凝縮器に凝縮した熱媒体を、再び、蒸発器に供給する
ウィック１８、メツジュロ、電磁式ポンプ７を主要構成
とし、蒸発器と凝縮器との間を、それぞれ、パイプ１９
．２０で結んでループ状とするヒートパイプの構成であ
る。１５．１６は、それぞれ、蒸発部と凝縮部の温度計
測用の熱電対である。１７は電磁式ポンプのオン・オフ
制御を行うコントローラである。ループ型ヒートパイプ
の基本動作は、まず、蒸発器２で熱媒体を蒸気にして、
その蒸気の熱を蒸発側パイプ１９から凝縮器３し；伝え
る。

凝縮器に熱輸送された蒸気は、放熱フィン４で放熱させ
た後、凝縮して液層となる。凝縮器３に凝縮した熱媒体
は、ヒートパイプ内壁面のウィック１８の毛細管圧力に
より、凝縮側パイプ２０から最終的には蒸発器２のメツ
ジュロに自然供給される。蒸気の流れはメツジュロによ
り一方方向の流れとなる。しかし、ウィックやメツシュ
による自然供給方法では毛細管圧力に制限を受けるため
、凝縮側パイプでの熱媒体の輸送する量も限界がある。

例えば、蒸発器への入熱が多くなった場合。

蒸発器に供給する熱媒体の量よりも蒸発量の方が多くな
るため、ウィックやメツシュの毛細管圧力に限界を生じ
る。そのため、ウィックやメツシュが部分的に乾き（ド
ライアウト現象）、ヒートパイプの動作不良、及び、機
能低下の現象を招く。

従って、これらの現象を防止するため、凝縮側パイプ２
０部に外部磁場による強制供給する電磁式ポンプ７を設
ける。本発明では、特に、交流ファラデー型コンダクシ
ョン電磁式ポンプにより説明する。

電磁式ポンプ７は、第２図に示すように、ヒートパイプ
ダクト１にコ字状の電磁８，８に、それぞれ、交流器鉄
心９，９と交流器コイル１０．１０とからなる交流器１
１．１１を形成し、更に、ヒートパイプダクト１の両側
から電磁石コイル１２゜１２、及び、電磁石鉄心１３．
１３からなる電磁石１４．．１４を近接させ、フレミン
グの左手の法則にしたがって、ヒートパイプダクト１中
の流体に、図中、矢印で示すように、流動力を与える。

図中、■は電流、φは磁束、Ｆは力の向きである。

電磁式ポンプが取付けられる部分のヒートパイプの直径
は流動力を与えるため、他のパイプより多少、細くする
。ヒートパイプ内部のウィックは、蒸発器と凝縮器及び
凝縮側パイプの内壁面のみに装着し、蒸発側パイプ部に
は設けない。それにより、蒸発側パイプ内にメツシュを
設けた場合に比べ、流動抵抗を少なくできる。電磁式ポ
ンプの制御系では、蒸発器２、及び、凝縮器３の熱電対
１５゜１６の温度差により、電磁式ポンプを０Ｎ−ＯＦ
Ｆ制御する。例えば、温度差が熱電対１５＞１６の場合
、ポンプをＯＮとする。

また、温度差が熱電対：Ｌ５＞１６の場合、ポンプをＯ
ＦＦとする。その温度差判定をコントローラ１７で制御
する。ヒートパイプに真空注入する熱媒体は、電磁式ポ
ンプの磁場に影響するため、電気伝導性の物質でなけれ
ばならない。例えば、ナトリウム等があげられる。

このような構造にすることにより、蒸発部からの蒸発量
が多くなっても、凝縮部に凝縮した熱媒体を電磁式ポン
プにより、強制的に蒸発部に戻すことができる。そのた
め、ウィックや、メツシュのドライアウト現象を防止し
、また、ループ型ヒートパイプの動作不良及び機能低下
を防いで、長距離間の熱輸送が可能となる。

第３図は本発明の他の実施例を示すループ型ヒートパイ
プの構造図である。ループ型ヒートパイプの構造は、熱
媒体５と熱媒体を加熱する蒸発器２、その蒸気を凝縮さ
せる凝縮器３、及び、放熱フィン４、凝縮器に凝縮した
熱媒体を、再び、蒸発器に供給するウィック１８、メツ
ジュロ、電磁式ポンプ７を主要構成とし、蒸発器と凝縮
器との間をそれぞれ、パイプ１９．２０で結んでループ
状とする。１５．１６はそれぞれ、蒸発部と凝縮部の温
度計測用の熱電対である。１７は電磁式ポンプの０Ｎ−
ＯＦＦ制御を行うコントローラである。ループ型ヒート
パイプの基本動作や電磁式ポンプの機能及び制御は第１
図と同様である。第１図と異なる箇所は電磁式ポンプを
複数にした点である。このような構造にすることにより
、第１図に記載したループ型ヒートパイプよりも、より
長距離間の熱輸送が可能となると同時に熱輸送量も多く
でき、ヒートパイプの性能が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸発量が増えた場合でも、凝縮液を外
部磁場による強制ポンプにより蒸発部に供給することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の長尺ヒートパイプの説明図
、第２図は電磁式ポンプの斜視図、第３図は本発明の長
尺ヒートパイプの他の実施例の説明図である。１・・・ヒートパイプ、２・・・蒸発器、３・・凝縮器
、４・・・放熱フィン、５・・・熱媒体、６・・・メツ
シュ、７・・・電磁式ポンプ、８・・・電極。

Claims

【特許請求の範囲】

１．容器内部を真空排気して熱媒体を封入し、ウイツク
を具備したループ型ヒートパイプにおいて、凝縮側パイプ部に外部磁場による強制流動ポンプを設け
たことを特徴とするループ型ヒートパイプ。
２．特許請求の範囲第１項において、前記凝縮側パイプ部と、蒸発部及び凝縮部の内部のみに
前記ウイツクおよびメッシュを設けたことを特徴とする
ループ型ヒートパイプ。