JPH04148189A - 受放熱部分離式ループ型細管ヒートパイプ - Google Patents

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】 イ１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明はヒートパイプの構造に関するものであり、特に
ループ型細管ヒートパイプにおける一方又は双方が蛇行
により長尺化された受熱部と放熱部とが所定の距離を隔
てて分離配設され、両者の間が複数の連結細管コンテナ
によって連結され、全体としてループ状作動液流路が構
成されてある受放熱部分離式ループ型細管ヒートパイプ
の性能を改善する為の構造に関する。

［従来の技術］ 長尺細管の両端末が相互に連結されてなる密「ループ型
細管コンテナ内の所定の部分に逆止弁ン配設され、ルー
プ上の所定の部分が受熱部とじコ、他の所定の部分が放
熱部として構成され、ループ型細管コンテナ内に所定量
の２相凝縮性作動匈が封入されて構成されてあるループ
型細管ヒー）バイブについては特開昭６３−３１８４９
３号刀び米国特許４，９２１，０４１号に詳述されて誹
る。該細管ヒートパイプは逆止弁と受放熱部間Ｃ温度差
との相互作用によって作動液は何等の種籾的又は電気的
循環手段の助けを必要とすることろく、ループ内を所定
の方向に確実強力に循環し、熱量を受熱部から放熱部に
輸送するものであった。この作動液の循環は細管ヒート
パイプの配設姿勢の如何に拘わらず即ちボトムヒートモ
ード、水平ヒートモード、トップヒートモードの何れの
モードでも確実であり、熱量輸送手段として従来のヒー
トパイプとしては考えられなかった機能を発揮するもの
であった。該ループ型細管ヒートパイプは第３図の略図
に例示の如く細管コンテナ１は多数ターンの蛇行を繰返
し、何れも細管コンテナの多数の直管部を有する受熱部
１−１．放熱部１−２．断熱部（連結部）１−３を構成
して使用されるのが一般的であった。２〜１．２−２は
逆止弁であり、破線で示された３、４は夫々加熱手段及
び冷却手段である。細管コンテナは以下各図においても
図面簡略の為総て線図で示す。矢印は作動液循環方向で
ある。ループ状細管１内を矢印の方向に自ずから循環す
る作動液は細管内で大きな圧力損失を受けるが各ターン
部毎の受熱ｉｌｌで核沸騰による新しい推進力を与えら
れ復活するので第３図の如きループ型細管ヒートパイプ
は制限無くターン数を増加せしめることが可能で大容量
の熱量を輸送することが可能である。又φ２ＩｌｌＩ１
１、φ３ｍ＋ｍの如き細管コンテナで構成することが出
来るから狭隘な部分で発生する熱量を狭隘な間隙を通過
せしめて熱輸送することが出来る。又この様な細管コン
テナの直管部群で構成される多管放熱部１−２は極めて
大きな熱伝達率が得られるからフィン群を装着すること
な（対流放熱させることが可能である。

上述の如きループ型細管ヒートパイプに対して更に強い
要望として受熱部１−１と放熱部１−２を連結する断熱
部（連結部）ｌ−３を構成する細管コンテナの直管部群
を少数本化することが求められた。即ち受熱部１−１と
放熱部１−２が極めて複雑狭隘な部品群間隙を縫って連
結する必要ある場合には断熱部（連結部）１−３の細管
コンテナ直管部群は出来るだけ少ない本数であることが
望まれる。又受熱５１−１と放熱部１−２との間の離間
距離が長い場合には多数本の直管部群はその手扱いが複
雑で困難となる場合がある。これ等の問題点を解決する
為に特願平２−１４８８０９号に詳述されてある如きル
ープ型細管ヒートパイプが案出された。

第４図はその様な受放熱部分離式のループ型細管ヒート
パイプの基本構造の略図である。受熱部１−１及び放熱
部１−２は夫々に複数ターン蛇行により長尺化されてあ
り、両者は所定の距離を隔てて分離配置されてあり、両
者の夫々の両端は複数の連結細管からなる連結部１−３
により連結されてある。この様なループ型細管ヒートパ
イプは従来の業界の要望を完全に満足せしめるもので、
手扱いが極めて容易となり、配設作業が簡易化され、複
数狭隘な間隙を縫って配設することも可能となるもので
あった。

［発明が解決しようとする問題点］ 特願平２−１４８８０９号に係る第３図例示の如き受放
熱部分離式ループ型細管ヒートパイプは通常の蛇行ルー
プ型細管ヒートパイプの問題点を解決するものであるが
、他方ではその重要な特′徴を犠牲にして成立っている
。即ち各ターン毎に受熱部における核沸騰によって管内
圧力損失が補われ循環推進力を回復すると言う特徴が失
なわれていることは明らかである。従って受放熱部分離
式ループ型細管ヒートパイプには次の如き問題点が発生
する。

ａ、受放熱部具ターン数及び直管部の長さに限界があり
、大容量化が困難である。これは管内圧力損失の累積に
起因する。

ｂ、水平ヒートモードにおける熱輸送能力が大幅に低下
し、トップヒートモードにおいては作動が困難となる。

即ち従来の通常ヒートパイプと類似の性能となる。これ
も上述と同様に管内圧力損失の累積により作動液循環推
進力が低下し重力を克服することが困難となることに因
る。

Ｃ１放熱部の適冷はかえって性能低下の原因となる。こ
れは放熱部内作動液の蒸気成分が凝縮により殆ど失なわ
れることにより作動液循環推進力が低下することによる
。

（ロ）発明の構成 ［問題点を解決する為の手段］ 上述の如き問題点を解決する手段としては受熱部と放熱
部の何れか一方又は双方の蛇行細管コンテナの所定の部
分と連結細管コンテナの所定部分とが短絡細管によって
連結され、作動液循環流の一部の短絡流路が形成されて
ある構造を採用する［作　用］ 高温蒸気流路である高温側連結細管コンテナと放熱部蛇
行細管コンテナとの夫々の所定の部分量相互を短絡する
短絡細管は、蛇行の上流側ターンのみに偏って強力な推
進力を加えていた作動液蒸気を中間部ターン以降の下流
側にも分配して放熱部内の凝縮作動液循環を円滑ならし
める。

凝縮作動液流路である低温側連結細管コンテナと放熱部
蛇行細管コンテナとの夫々の所定の部分量相互を短絡す
る短絡細管は、蛇行の下流側ターンのみに偏って加わっ
ていた吸引力（受熱部で発生する核沸騰による蒸気泡の
急激な膨張収縮は高温側連結細管コンテナには推進力を
低温側連結細管コンテナには吸引力を発生する。）を中
間部クン以前の上流側にも分配して放熱部内の凝縮作動
液の循環を円滑ならしめる。

高温連結細管コンテナと受熱部蛇行細管コンテナとの夫
々の所定部分間相互を短絡する短絡細管は受熱部内の蒸
気圧を低下せしめ、蒸気流速をも低下せしめこれらによ
って、蒸気゛発生を促進せしめ、蒸気の圧力損失を減少
させる。

低温連結細管コンテナと受熱部蛇行細管コンテナとの夫
々の所定の部分量相互を短絡する短絡細管は、受熱部内
で発生する吸引力が管内圧力損失で失なわれるのを緩和
せしめ低温細管からの作動液吸入を容易にする。

上記各作用が適切に組合せられた場合は問題点の総て又
は大部分を解決せしめることが出来る。

短絡細管により受熱部蛇行細管コンテナの所定の部分と
放熱部蛇行細管コンテナとの夫々の所定の部分を直接短
絡せしめる場合は高温気相リッチの作動液か又は低温液
相リッチの作動液を効率良く受放熱部に導入することが
出来るのでより効果的である。この場合短絡細管中を流
れる作動液が高温となるか低温となるかは短絡細管に配
設される逆止弁の規制方向で自ずから決定される。

［実施例］ 第１図は受放熱部分離式ループ型細管ヒートパイプの一
例の略図であり、本発明に係る実施例の各種が同時に適
用されてある。その基本構造は第４図に例示のものと同
一構造である。

第１実施例 ａ−１，ａ−２は本発明に係る短絡細管で断熱部（連結
部）における高温側連結細管Ｈと放熱部１−２における
蛇行細管コンテナの所定の部分を短絡して連結している
。蛇行細管コンテナの圧力損失により、又蒸気の凝縮液
化により、推進力が低下した部分に高温圧力蒸気を送り
込んで作動液の循環を活性化せしめる。

第２実施例 本実施例においては短絡細管ｂ−１，ｂ−２は低温側連
結細管Ｃと放熱部１−２における蛇行細管コンテナの所
定の部分を短絡して連結している。逆止弁２−１の弁体
の振動により低温側細管コンテナ内に発生する作動液の
吸引力が圧力損失により及ばない放熱部蛇行細管コンテ
ナ上部の連結部から作動液の一部を吸引し圧力損失を緩
和せしめ作動液の循環を円滑ならしめる。

第３実施例 本実施例においては短絡細管ｃ−１，ｃ−２は高温側連
結細管コンテナＨと受熱部１−１にお（る蛇行細管コン
テナ所定の部分とを短絡連結し。

いる。該短絡細管ｃ−１，ｃ−２は発生蒸気が」尺の蛇
行細管コンテナ中の管内圧力損失により、推進力を失な
われるのを緩和して蒸気発生を容１にし、作動液の循環
を順調にならしめる。

第４実施例 短絡細管ｄ−１，ｄ−２は受熱部に還流するヂ動液の流
路である低温側連結細管コンテナＣとり熱部１−１にお
ける蛇行細管コンテナの所定の８分とを短絡している。

該短絡細管ｄ−１，ｄ−Ｓは受熱部の蛇行細管コンテナ
の管内圧力損失を彩和せしめて還流作動液が順調に受熱
部内に流入するのを助け、作動液のループ内循環を補助
し、り熱部内の蒸気発生を容易ならしめる。

第１図においては第１〜第４実施例の総てを１設して示
しであるが実際にはそれ等は必要に応じて任意に組合わ
せて使用される。例えば第１図σ如きトップヒートモー
ドの場合は低温側連結細贅コンテナの作動液は重力の助
けのみで充分であイから該コンテナ側短絡細管は不要で
あり管路を太くして圧力損失を低下せしめるだけで充分
な場合が多い。

第５実施例 該実施例においては短絡細管ｅ、ｆは何れも受熱部１−
１の蛇行細管コンテナの所定の部分と放熱部１−２の蛇
行細管コンテナの所定の部分を直接短絡している。該短
絡細管が受熱部の高淵蒸気を放熱部１−２に送出するが
、放熱部１−２の低温作動液を受熱部１−１に還流せし
めるかはそれ等に配設されてある逆止弁５−２．５〜１
の流れ規制方向によって自ずから決定される。これ等は
何れも受熱部１−１及び放熱部１−２における管内圧力
室を同時に緩和せしめることが出来るので非常に有効で
ある。

ハ、発明の効果 本発明は各種実施例を有効に組合わせ実施することによ
り受放熱部分離式ループ型細管ヒートパイプの問題点の
大部分を解決せしめ、その実用性を向上せしめ、受放熱
部分離によって発生する各種の利点を一層成果あるもの
とすることが出来る

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る受放熱部分離式ループ型細管ヒー
トパイプの側面略図であって第１実施例〜第４実施例の
総てが実施されてある状態を示す第２図は本発明に係る
受放熱部分離式ループ型細管ヒートパイプの側面略図で
あって第５実施例の実施状態を示す。 第３図は従来型のループ型細管ヒートパイプの一例を側
面略図で示しである。 第４図は受放熱分離式ループ型細管ヒートパイプの征来
例を示す側面略図である。 ■・・・細管コンテナ、１−１・・・受熱部、１−２・
・・放熱部、１−３−・・断熱部（連結部）、Ｈ・・・
高温側連結細管コンテナ、Ｃ・・・低温側連結細管コン
テナ。 ２−１．２−２　・・・逆止弁、　ａ−１、ａ−２・・
・短絡細管、ｂ−１ｂ−２・・・短絡細管、ｃ−１，ｃ
−２・・・短絡細管、ｄ−１，ｄ−２・・・短絡細管。 ｌ ｆ・・・短絡細管。 ３・・・加熱手段。 ４・・・冷却手段 ５−２・・・逆止弁。 特許出願人アクトロニクス株式会社 （ばか１名） 第 図 ゝ−３ 第 図 第 フ 図 ｍ−３ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺細管の両端末が相互に連結されてなる密閉ル
   ープ型細管コンテナ内の所定の部分に逆止弁が配置され
   、ループ上の所定の部分が受熱部として、他の所定の部
   分が放熱部として構成され、ループ型細管コンテナ内に
   は所定量の２相凝縮性作動液が封入されてあり、更に上
   記受熱部と放熱部との何れか一方又は双方を構成してい
   る細管コンテナの夫々は複数ターンの蛇行により長尺化
   されてあり、該受熱部と放熱部とは所定の距離を隔てて
   分離配置され、両者の夫々の両端は複数の連結細管コン
   テナからなる連結部により連結され全体としてループ状
   作動液循環流路が構成されてある受放熱部分離式ループ
   型細管ヒートパイプにおいて、受熱部と放熱部の何れか
   一方又は双方の蛇行細管コンテナの所定の部分と、連結
   細管コンテナ若しくは対応する受熱部か放熱部の蛇行細
   管コンテナの所定の部分とが短絡細管によって連結され
   作動液循環流の一部の短絡流路が形成されてあることを
   特徴とするもの。
2. （２）受熱部蛇行細管コンテナと放熱部蛇行細管コンテ
   ナを直接短絡する短絡細管には所定の位置に受熱部から
   放熱部に向って流れを規制する逆止弁か、その反対方向
   に流れを規制する逆止弁の何れかが配設されてあること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセパレート
   式ループ型細管ヒートパイプ。