JPH037747Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、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
の他にステンレス鋼、炭素鋼等の鉄合金を含むも
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
題があつた。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に集まつてここに溜まり、
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の劣化をまねく。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
シング層を有するアルミニウム製フインの真空ろ
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つて
コンテナ外への放出を遮られる。

そこで、従来、上記のような水素ガスの発生
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。

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。

鉄製コンテナの内面に銅等の金属をメツキす
ること。

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）。

しかしながら、上記の方法によつても、水
素ガスの発生を抑えることはできなかつた。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つ
た。したがつて、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つ
た。

この考案の目的は、上記の問題を解決し、長期
間にわたつて性能劣化を起こすことがないヒート
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 この考案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、コンテナの一端部内に水素ガスを
酸化させて水に戻す塊状酸化剤が入れられ、塊状
酸化剤に貫通孔が形成され、コンテナの上記一端
側のエンドキヤツプに取付棒が固定され、取付棒
が塊状酸化剤の貫通孔に挿通させられてその先端
に、塊状酸化剤に当接して塊状酸化剤の移動を阻
止するストツパが設けられているものである。

上記において、コンテナの材料としては、たと
えば炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄が用いられる。

上記において、塊状酸化剤はコンテナ内の凝縮
部側の端部に入れておくことが好ましい。なぜな
らば、作動液である水とコンテナの材料とが反応
して発生する水素ガスは、凝縮部に集まるからで
ある。しかしながら、必ずしも塊状酸化剤を凝縮
部側の端部に入れておく必要はない。

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）の反応も起すものを用いるのがよ
い。この中でも、ヒートパイプ内に入れたさいに
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。塊状
酸化剤は、表面積が大きくなるように、たとえば
多孔質焼結体であることが好ましい。また、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２c.c.の水素
ガスが発生する。したがつて、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。

上記において、ストツパとしては、たとえば取
付棒を中心としてその先端から放射方向外側に伸
びた１または２以上の棒状のものや、板状のもの
が用いられる。

また、この考案によるヒートパイプはウイツク
を有するタイプおよびウイツクレス・タイプのい
ずれにも適用可能である。

作 用 この考案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、ストツパにより塊状酸化剤の移動が阻止
される。酸化剤が移動すると、ヒートパイプを排
熱回収装置や放熱器等に装着するさいに、酸化剤
が移動してコンテナを傷付けるおそれがある。さ
らに、上述したように、酸化剤は凝縮部側の端部
に入れておくことがこの好ましいが、特にウイツ
クレス・タイプのヒートパイプの場合、凝縮部が
蒸発部よりも上方に来るようにして用いられるの
で、ストツパがないと酸化剤が蒸発部側に移動し
てしまい、水素ガスを酸化させる効率が低下す
る。

実施例 以下、この考案の実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図において、ヒートパイプは、鉄製コンテ
ナ１内に、作動液として純水（図示略）が封入さ
れたものであり、コンテナ１の一端部内に水素ガ
スを酸化させて水に戻す塊状酸化剤２が入れられ
ている。塊状酸化剤２には、コンテナ１の長さ方
向に長い貫通孔３が形成されている。コンテナ
は、コンテナ用管体４の一端にエンドキヤツプ５
が、他端にノズル付きエンドキヤツプ６がそれぞ
れ固着されたものである。コンテナ１の一方のエ
ンドキヤツプ５の内面には、軸心がコンテナ１の
軸心と一致するように取付棒７が固着されてい
る。取付棒７は、塊状酸化剤２の貫通孔３に挿通
させられており、その先端に、塊状酸化剤２のノ
ズル付きエンドキヤツプ６を向いた側の面に当接
して塊状酸化剤２の移動を阻止する円板状ストツ
パ８が固着されている。

このヒートパイプは、たとえば酸化剤２が入れ
られた側の端部が凝縮部、その反対側が蒸発部と
して使用される。そして、作動液である水とコン
テナ１との反応により発生した水素ガスは、酸化
剤２によつて酸化され、次の反応を起して水に戻
る。

CuO＋H₂→Cu＋H₂O 考案の効果 この考案のヒートパイプによれば、コンテナの
一端部内に水素ガスを酸化させて水に戻す固体の
酸化剤が入れられているので、作動液である水と
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。したがつて、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、長期間にわたつ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、塊状酸化剤に貫通孔が形成され、コンテ
ナの上記一端側のエンドキヤツプに取付棒が固定
され、取付棒が塊状酸化剤の貫通孔に挿通させら
れてその先端に塊状酸化剤に当接して塊状酸化剤
の移動を阻止するストツパが設けられているの
で、塊状酸化剤の移動の結果生じるコンテナの傷
付きや、水素ガスの酸化効率の低下等を防止でき
る。しかも、一端にストツパが設けられた取付棒
を塊状酸化剤の貫通孔に挿通させた後、そのスト
ツパが設けられていない側の端部をエンドキヤツ
プに固定し、ついでエンドキヤツプをコンテナ用
管に溶接することによつて塊状酸化剤をコンテナ
に取付けることができるので、その作業が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案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である。 １……コンテナ、２……塊状酸化剤、３……貫
通孔、５……エンドキヤツプ、７……取付棒、８
……ストツパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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、コンテナの一端部
   内に水素ガスを酸化させて水に戻す塊状酸化剤が
   入れられ、塊状酸化剤に貫通孔が形成され、コン
   テナの上記一端側のエンドキヤツプに取付棒が固
   定され、取付棒が塊状酸化剤の貫通孔に挿通させ
   られてその先端に、塊状酸化剤に当接して塊状酸
   化剤の移動を阻止するストツパが設けられている
   ヒートパイプ。