JPH0630672U - コルゲート型ヒートパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動流体の滞留部分での作動流体の蒸発を活
発にしてコルゲート型ヒートパイプの熱輸送特性を改善
する。 【構成】 ヒートパイプの作動流体封入用の密閉管にコ
ルゲート管２０を使用する場合、コルゲート管２０の内
面に、この管２０の長手方向に延びる複数条の細溝２１
を形成した。このため、コルゲート管２０を水平状態で
使用する場合でも、細溝２１の作用により、その下部側
の凹部に滞留した液相作動流体の蒸発・沸騰が活発化さ
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、作動流体封入用の密閉管にコルゲート形状の管を使用したコルゲ ート型ヒートパイプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば送電ケーブル用の洞道の内部を、数千ｍにも達する長尺なヒートパイプ で冷却する場合、洞道の曲りやうねりに従ってヒートパイプを曲げつつ設置する 必要があるとともに、熱膨張等を吸収するためにヒートパイプを途中の複数箇所 で所定形状に曲げる必要がある。一方、狭くて作業性の悪い洞道内にこのような 現場曲げ加工が多い長尺なヒートパイプを設置する場合、その作業性を少しでも 改善するため、ヒートパイプの作動流体封入用の密閉管には曲げ加工の容易なコ ルゲート管が使用される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、作動流体封入用の密閉管としてコルゲート管を使用した場合、 図３に示されるようにヒートパイプの蒸発部を水平に設置すると、このヒートパ イプの液相作動流体Ｌがコルゲート管２０の下部の凹部２０ａに滞留し、この部 分で厚い液膜が形成されて、作動流体の蒸発や沸騰が生じにくいという問題があ った。特に長距離の熱輸送を目的とした長尺なヒートパイプでは、作動流体封入 用の密閉管内で液相作動流体が滞留し、スムースな蒸発が生じなければ、熱輸送 量の減少分が大きくなり、ヒートパイプの能力は大幅に低下する。

【０００４】 この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、作動流体の蒸発も しくは沸騰を活発に生じさせることのできるコルゲート型ヒートパイプを提供す ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 この考案は、上記の目的を達成するために、作動流体封入用の密閉管にコルゲ ート形状の管を使用したコルゲート型ヒートパイプにおいて、前記コルゲート形 状の管の内面に、この管の長手方向に延びる複数条の細溝を形成したことを特徴 とするものである。

【０００６】

【作用】

ヒートパイプの作動流体封入用の密閉管をコルゲート形状の管で構成すれば、 ヒートパイプの蒸発部を水平に配置した場合、この蒸発部のコルゲート形状の管 の下部側で液相作動流体の滞留が生じる。この滞留部分においても、コルゲート 管の内面に細溝を形成することにより表面積を増大させてあるから、作動流体に 対する熱伝達量が多くなり、その蒸発あるいは沸騰が活発になり、その結果、ヒ ートパイプとしての熱輸送が量が増大する。

【０００７】

【実施例】

つぎにこの考案の実施例を図面を参照して説明する。図２は地中の洞道内を冷 却するためのヒートパイプ式冷却装置の概念的斜視図であり、図中１は蒸発部１ ０と凝縮部１１とからなる長尺なループ式ヒートパイプを示している。このヒー トパイプ１は真空脱気した密閉管の内部にフロンやアルコールなどの目的温度範 囲で蒸発・凝縮する流体を作動流体として封入したものであり、蒸発部１０で外 部から熱を吸収して作動流体を蒸発させ、この作動流体を凝縮部１１へ移動させ た後、この凝縮部１１で作動流体蒸気を冷却して凝縮させ、蒸発部１０で吸収し た熱を凝縮部１１で外部に放出するものである。なお、ループ式ヒートパイプは 、作動流体の蒸気通路と液還流通路とを分離し、全体として循環管路をなすよう に構成したヒートパイプである。

【０００８】 ヒートパイプ１の蒸発部１０は地中の電力ケーブル５が布設された洞道３内に 長区間に亘って設置され、この洞道３内で電力ケーブル５から発生する熱を吸収 しており、ヒートパイプ１の凝縮部１１は、洞道３外に設置され、冷凍機２によ り強制的に冷却されるようになっている。なお、この場合、ヒートパイプ１の凝 縮部１１は蒸発部１０より高い位置に設置され、重力の作用により液還流がなさ れるようになっている。

【０００９】 また、前記ヒートパイプ１の蒸発部１０は往路管となる液相作動流体用の液管 部１０ａと、作動流体蒸気を凝縮部１１へ送る蒸気管部１０ｂとによって凝縮部 １１に連通されている。したがって全体として循環管路を形成している。

【００１０】 さて、上記ヒートパイプ１のコンテナである密閉管には、図１に示されるよう に、曲げ加工が容易で圧縮強度を有するコルゲート管２０が使用されており、狭 い洞道３内におけるヒートパイプ１の設置作業の容易化が図られている。このコ ルゲート管２０は通常の円筒状パイプを、その長手方向に波形に凹凸させたもの であり、その波形の形状は同心状またはスパイラル状等のいずれのものであって もよい。

【００１１】 また、特にヒートパイプ１の蒸発部１０のコルゲート管２０の内面には、図１ に示されるように、管の長手方向に延びる細溝２１が管の周方向に複数条形成さ れている。この細溝２１はその幅サイズおよび深さは数百μｍから数ｍｍに亘り 、その周方向ピッチも数百μｍから数ｍｍに亘るものであり、そのサイズやピッ チはコルゲート管２０のサイズおよび形成された波形の凹凸サイズ等によって、 適当なものが選定される。また、細溝２１の断面形状は矩形、台形、円弧形等を 問わないとともに、その長手方向の形状も直線状またはスパイラル状を問わない 。

【００１２】 なお、この細溝２１を有すコルゲート管２０は、例えばパイプの内面側となる 部分に所定の溝加工をした金属テープをスパイラル状に曲げつつ溶接してパイプ を形成し、その後、このパイプを外部から型等を介してコルゲート加工すること により容易に製作することができる。

【００１３】 つぎにコルゲート管２０の内面に複数の細溝２１を形成したヒートパイプ１の 蒸発部１０の作用を説明する。ヒートパイプ１の蒸発部１０が水平に設置される と、蒸発部１０を構成するコルゲート管２０の下部側には凹凸部が形成されるが 、この凹部には液相の作動流体がたまり、滞留する傾向が強い。作動流体に直接 接触しているコルゲート管の内面が、液相作動流体によって厚く覆われると、作 動流体の蒸発・沸騰が阻害され、この部分においては、熱を吸収しにくくなる。 ところが、コルゲート管２０内に上記のような細溝２１を形成することにより、 この液相作動流体とコルゲート管２０との接触面積が増大され、液膜が厚くても 作動流体の蒸発や沸騰が活発になる。

【００１４】 以上のように長尺なヒートパイプ１のコンテナをコルゲート管２０で構成する ことにより、ヒートパイプ１の現場における作業性の向上が図られているととも に、その蒸発部１０における液相作動流体の滞留があっても、複数条の細溝２１ を形成することにより、その滞留部分での作動液の蒸発・沸騰が活発化され、そ の結果、蒸発部１０の全長に亘って作動流体をスムースに蒸発させることができ る。したがって、水平設置されるコルゲート管型ヒートパイプ１の熱輸送量を増 大させることができる。

【００１５】 なお、上記実施例では細溝２１を形成したコルゲート管２０をヒートパイプ１ の蒸発部１０のみに使用したが、この細溝２１を形成したコルゲート管２０を他 の不分にも使用することができる。

【００１６】 また、上記のような長尺なループ式ヒートパイプ１以外に、ループ式でないコ ルゲート管を使用したヒートパイプや、地中に埋設等して路面の融雪用に使用さ れる比較的短いコルゲート管使用のヒートパイプ等に対しても、その蒸発部の内 面に複数の細溝を形成することにより同様の効果を得ることができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなようにこの考案によれば、作動流体封入用の密閉管に コルゲート形状の管を使用する場合に、この管の内面に所定方向に向いた複数の 細溝を形成しているため、液相作動流体の滞留部分においても、作動流体の蒸発 ・沸騰を活発にし、ひいてはこの種のヒートパイプの熱輸送特性を向上させるこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートパイプの蒸発部において作動流体封入用
の密閉管として使用されるコルゲート管の部分断面斜視
図である。

【図２】ヒートパイプ式冷却装置を概念的に示す斜視図
である。

【図３】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１…ヒートパイプ、 ２０…コルゲート管、 ２１…細
溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 伊藤 雅彦 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)考案者 青山 文明 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動流体封入用の密閉管にコルゲート形
   状の管を使用したコルゲート型ヒートパイプにおいて、
   前記コルゲート形状の管の内面に、この管の長手方向に
   延びる複数条の細溝を形成したことを特徴とするコルゲ
   ート型ヒートパイプ。