JPS5886391A - ヒ−トパイプ - Google Patents

ヒ−トパイプ

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JPS5886391A
JPS5886391A JP56185906A JP18590681A JPS5886391A JP S5886391 A JPS5886391 A JP S5886391A JP 56185906 A JP56185906 A JP 56185906A JP 18590681 A JP18590681 A JP 18590681A JP S5886391 A JPS5886391 A JP S5886391A
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JP
Japan
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heat pipe
container
vanadate
vessel
aqueous solution
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JP56185906A
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JPS6116918B2 (ja
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Michitaka Hashimoto
通孝 橋本
Koichiro Fukui
福井 紘一郎
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Altemira Co Ltd
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Showa Aluminum Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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】 この発明は排熱回収装置等に使用されるヒートパイブに
関し、特に長期間の使用においても性能低下をきたさな
い鉄製ヒートパイプに関する。
鉄製ヒートパイプは低温域(70〜130°C〕から高
温域〔200〜b 温度範囲で作動し得、コスト的にも銅製のものに比べて
有利である上に、強度の点でも申し分ないので、従来か
ら広い適用範囲で使用さnている。そしてこの種のヒー
トパイプにおいて、作動液としては、水が、広い作動湿
度範囲を有する点、および高い蒸発潜熱(540ea/
/S’ )および限界熱流(109W/cJ)を有する
点で、最適ヒートパイプのV管が鉄で構成されている場
合、水と鉄の反応により水素ガスが発生する。そして発
生した水素ガスは、原子状態で鉄製塵壁内を拡散して、
一部は一定速度で番外に放出されるが、大部分は省内の
凝縮部に溜って、ヒートパイプの性能を低下させる。従
来、このような点を考慮して、作動液としてN a O
H水溶液その他のアルカリ性水溶液が使用され、内面に
Fe3O4からなる防食皮膜が形成されていた。
しかし、こうして形成さnた皮膜も完全なものではなく
、層内面の腐食により水素ガスがある程度発生し、水素
ガスの発生速度を、番外への水素ガス放出速度以下に抑
えることができず、そのため水素ガスの県内滞溜が避け
らnなかった。
この発明は、上記のような実情からなさnたものであっ
て、内部に水素ガスが溜って性能低下をきたすおそわの
ないヒートパイプを提供することを目的とするものであ
る。
科 一藤に作動液としてバナジン酸塩の水溶液が封入どより
なる石、さらにこれらの外面にアルミナイズド皮膜を有
する番が用いられる。
バナジン酸塩としては、メタバナジン酸アンモニウム、
メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、
メタバナジン酸リチウムなどがよく使用されるが、これ
らに限定さnない。
〉 バナジン酸塩水溶液の使用によって塀内面に耐食性に優
れた緻密な防食皮膜が形成される。バナジン酸塩の濃度
は好ましくは0.1〜飽飽和度である。01%未満では
十分な厚さの防食皮膜が形成されない。
バナジン酸塩の水溶液は、予めバナジン酸塩をイオン交
換水に溶解して調製したものでも、また、ヒートパイプ
用容器内にまずバナジン酸塩を投入し、ついでイオン交
換水を注入して、容器内において調製したものでもよい
。また作動液を容器内に封入した後、160〜200 
’Cの高温域で熱処理を行なうと、防食皮膜の形成を促
進することができる。
この発明によるヒートパイプでは、容器内面に微量の腐
食が生じて、水素ガスが若干発生するが、その発生速度
は水素ガスが鉄製の容器の壁内部を拡散して番外に放出
する速度より低いため、その量はヒートパイプの性能低
下をきたすほどにはならない。またこの若干発生した水
素を放出させるには、図面に示すように、ヒートパイプ
(1)の凝縮部(1a〕にパラジウムまたはその合金よ
りなる線状の水素透過部材(2)を貫通状に設け、銀ろ
う付けするとよい。鉄製の容器の外面を、耐食性および
アルミニウムフィンの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、この場合容器の壁内部を拡散し
た水素ガスは、形成さnたアルミナイズド皮膜によって
容器外への放出を遮られる。したがってこの場合水素透
過部材の配設が特に効果的である。
また水素透過部材は線状であって、器壁を貫通して容器
の内外に突出しているので、同部材と器壁との間の電池
作用により生じる器壁の腐食を最小限に抑えることがで
きる。
実施例 直径27.2闘、長さ1000−、厚さ1.6Hの5T
B35鋼製の管材を用意し、その一端に、パラジウム線
を貫通状に設けた端壁を溶接して開端を閉じた。ついで
管材の外面のみにアルミナイズ処理を施こした。内部を
硝酸ついでアセトンで洗浄した後、他端に作動液注入ノ
ズル付きの端壁を溶接した。こうしてヒートパイプ用容
器を製作した。ついでこの容器にアルミニウムフィンを
ろう付により装着し、器内に約0.6gのメタバナジン
酸アンモニウムを投入し、さらにイオン交換水120 
ml  を注入し、ノズルを閉じた。こうしてフィン付
きヒートパイプを製作した。また作動液として1%、3
%および飽和濃度のメタバナジン酸アンモニウム水溶液
をそれぞれ用いて、3本のフィン付きヒートパイプを製
作した。こうして製f千した4本のヒートパイプは蒸発
部と凝縮部の温度差(ΔT〕が長期にわたってOであり
、性能低下がまったくみられなかった。これに対し、作
動液として水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水
を用いた場合には、ΔTが経糾的に急激に増大し、性能
低下が著しかった。
【図面の簡単な説明】
図面はヒートパイプの縦断面である。 (1)・・・ヒートパイプ、(la)・・・凝縮部。 以  上 特許出願人 1昭和アルミニウム株式会社外4名 昭和57年8月27日 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 1、事件の表ノ1(昭和56年特許願 第185906
号2゜発明の名称  ヒートパイプ 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 4、代 理 人 5、補正命令の日付   昭和  年  月   口6
、補正により増加する発明の数 7、補正の対象  明細書全文 8、補正の内容 別   添 明  細  書(補正) 16  発明の名称 ヒートパイプ 2、特許請求の範囲 (1)鉄製容器の外面がアルミナイズド処理され、容器
内に作動液としてバナジン酸塩の水溶液が封入され、容
器の凝縮側端部に水素透過部材が貫通状に設けられてい
るヒートパイプ。 (2)  バナジン酸塩が、メタバナジン酸アンモニウ
ム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウ
ムおよびメタバナジン酸リチウムからなる群から選ばれ
たものである特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ
。 (3)バナジン酸塩の水溶液の濃度が0.1重量%〜飽
和濃度である特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ
。 (1) および限界熱流(109W/cTl)を有する点で、よ
りなる特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ。 3、発明の詳細な説明 この発明は、排熱回収装置などに使用されるヒートパイ
プに関し、特に長期間の使用においても性能低下をきた
さない鉄製ヒートパイプに関する。 鉄製ヒートパイプは低温域(70〜130°C)から高
湿域(200〜400℃)にかけて広い温度範囲で作動
し得、コスト的にも銅製のものに比べて有利である上に
、強度の点でも申し分ないので、従来から広い適用範囲
で使用されている。そしてこの種のヒートパイプにおい
て、作動液としては、水が、広い作動温度範囲を有する
点、および高い蒸発潜熱(5400&l/f/ )(2
) 溜が避けられなかった。 て、ヒートパイプの容器が鉄で構成されている場合、水
と鉄の反応により水素ガスが発生する。 そして発生した水素ガスは、原子状態で鉄製容器の壁内
を拡散して、一部は一定速度で容器外に放出されるが、
大部分は容器内の凝縮部に溜って、ヒートパイプの性能
を低下させる。従来、このような点を考慮して、作動液
としてN a OH水溶液その他のアルカリ性水溶液が
使用され、容器内面にFe3O4からなる防食皮膜が形
成されていた。しかし、こうして形成された皮膜も完全
なものではなく、容器内面の腐食により水素ガスがある
程度発生し、水素ガスの発生速度を、容器外への水素ガ
ス放出速度以下に抑えることができず、そのため水素ガ
スの容器内滞ものであって、内部に水素ガスが溜って性
能低下をきたすおそれのないヒートパイプを提供するこ
とを目的とするものである。 この発明によるヒートパイプは、鉄製容器の外面がアル
ミナイズド処理され、容器内に作動液としてバナジン酸
塩の水溶液が封入され、容器の凝縮側端部に水素透過部
材が貫通状に設けられたものである。 この発明によるヒートパイプの鉄製容器としては、ステ
ンレス鋼、炭素鋼などよりなる容器が用いられる。 鉄製容器の外面は、耐食性付与、およびブレージング層
を有するアルミニウムフィンとの真空ろう付けの目的で
、アルミナイズド処理されている。 バナジン酸塩としては、メタバナジン酸アンモニウム、
メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、
メタバナジン酸リチウムなどがよく使用されるが、これ
らに限定されない。 バナジン酸塩水溶液の使用によって容器内面に耐食性に
優れた緻密な防食皮膜が形成される。 バナジン酸塩の濃度は好ましくは0.1重量%〜飽和濃
度である。0.1重量%未満では十分な厚さの防食皮膜
が形成されない。 バナジン酸塩の水溶液は、予めバナジン酸塩をイオン交
換水に溶解して調製したものでも、また、容器内にまず
バナジン酸塩を投入し、ついでイオン交換水を注入して
、容器内において調製したものでもよい。また作動液を
容器内に封入した後、160〜200℃の高温域で熱処
理を行なうと、防食皮膜の形成を促進することができる
。 ヒートバイブ用容器(1)の凝縮側端部(1a)には、
図面に示すように、パラジウムまたはその合金よりなる
線状の水素透過部材(2)が貫通状に設けられ、銀ろう
付けされている。この発明によるヒートパイプでは、容
器内面に微量の腐食が生じて、水素ガスが若干発生する
ことがあるが、この場合容器の壁内部を拡散した水素ガ
スは、容器外面に形成されたアルミナイズド皮膜によっ
て容器外への放出を遮られるが、水素透過部材を経て外
部へ放出される。また水素透過部材として線状のものを
用い、これを容器の内外に突出させるように設ければ、
同部材と器壁との間の電池作用により生じる容器の腐食
を最小限に抑えることができる。 この発明は以上のとおり構成されており、鉄製容器の外
面がアルミナイズド処理されているので、容器の耐食性
を向上させ、かつブレージング層を有するアルミニウム
フィンを真空ろう付げによって容易に固着することがで
きる。また作動液としてバナジン酸塩の水溶液を用いる
ので、容器内面に耐食性に優れた緻密な防食皮膜を形成
することができ、その結果水素ガスのプの性R「を解消
することができる。さらに容器の凝縮側端部には水素透
過部材が設けられているので、仮りに水素ガスが若干発
生しても、これを同部材を経て容易に外部に放出させる
ことができる。 実施例 直径27.2 ma、長さ1000++s、厚さ1.6
 rrrmの5TB35鋼製の管材を用意し、その一端
に、パラジウム線を貫通状に設けた端壁を溶接して四端
を閉じた。ついで管材の外面のみにアルミナイズド処理
を施こした。内部を硝酸ついでアセトンで洗浄した後、
他端に作動液注入ノズル付きの端壁を溶接した。こうし
てヒートパイプ用容器を製作した。ついでこの容器に、
ブレージング層を有するアルミニウムフィンを真空ろう
付けにより装着し、器内に約06gのメタバナジン酸ア
ンモニウムを投入し、さらにイオン交換水120 ml
! を注入し、ノズルを閉じた。 こうしてフィン付きヒートパイプを製作した。 また作動液として1重量%、3重量%および飽和濃度の
メタバナジン酸アンモニウム水溶液をそれぞれ用いて、
3本のフィン付きヒートパイプを製作した。こうして製
作した4本のヒートパイプは蒸発部と凝縮部の温度差(
ΔT)が長期にわたって0であり、性能低下がまったく
みられなかった。これに対し、作動液として水酸化す)
 IJウム水溶液およびイオン交換水を用いた場合には
、ΔTが経時的に急激に増大し、性能低下が著しかった
。 4、図面の簡単な説明 図面はヒートパイプの縦断面である。 (1)・・・ヒートパイプ、(1a)・・・凝縮部。 以  上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄製の容器内に作動液としてバナジン酸塩の水溶
    液が封入されているヒートパイプ。
  2. (2)  バナジン酸塩が、メタバナジン酸アンモニウ
    ム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウ
    ムおよびメタバナジン酸リチウムからなる群から選ばn
    たものである特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ
  3. (3)  バナジン酸塩の水溶液の濃度が0.1%〜飽
    和濃度である特許請求の範囲第1項記載のヒートパイプ
  4. (4)凝縮部にパラジウムまたはその合金よりなる水素
    透過部材が貫通状に設けらnている、特許請求の範囲第
    1項記載のヒートパイプ。 にアルミニウムフィンが装着され、瞥晦箸にバナジン酸
    塩の水溶液が封入さn1凝縮部に水素透過部材が貫通状
    に設けらnている、特許請求の範囲第1項記載のヒート
    パイプ。
JP56185906A 1981-11-18 1981-11-18 ヒ−トパイプ Granted JPS5886391A (ja)

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DE8181305859T DE3175002D1 (en) 1981-11-18 1981-12-14 Heat pipe
US06/330,474 US4408655A (en) 1981-11-18 1981-12-14 Heat pipe
EP81305859A EP0081612B1 (en) 1981-11-18 1981-12-14 Heat pipe
FI814004A FI73824C (fi) 1981-11-18 1981-12-14 Vaermeroer.
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EP0081612A2 (en) 1983-06-22
KR830008150A (ko) 1983-11-16
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