JPS63129297A

JPS63129297A - ヒ−トパイプ

Info

Publication number: JPS63129297A
Application number: JP27473686A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Fukui; 福井　紘一郎; Yuichi Furukawa; 裕一古川
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-06-01
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820194B2

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】産業上の利用分野この発明は、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、銅等が使
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
テレンス鋼、炭素鋼等の鉄合金を含むものとする。また
、「銅」という語は、純銅の他に銅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伝熱性能を
劣化させるという問題があった。

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溜まって
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、この劣化は時間
の経過とともに加速度的に進行して増大するので、ヒー
トパイプの寿命は使用時間が増えるにつれて急激に短縮
される。さらに、鉄製コンテナの外面を、耐食性付与の
目的およびブレージング層を有するアルミニウム製フィ
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、そのような処理が施されたコンテナにあって
は、その壁内部を拡散した水素ガスは、形成されたアル
ミナイズド皮膜に遮られてコンテナの外へ出ることがで
きない。

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バイブの性能劣化を防止するために
、コンテナの凝縮部を水素透過性の良いパラジウムによ
り形成したり（実開昭５０−４９０６４号公報参照）、
あるいはコンテナの凝縮部位にパラジウム線を挿設する
（実公昭５６−１４２号公報参照）ことにより、ヒート
バイブ内に溜まった水素ガスをパラジウムを介してヒー
トバイブの外へ排出するように構成されたものが提供さ
れている。しかしながら、このようなヒートバイブでは
、高温度下での使用の際に増大する水素ガスの発生に対
して、水素ガスの透過排出が追いつかず、伝熱性能の劣
化を完全には防止できないばかりか、高価なパラジウム
が必要なために製造コストが高くなるという問題があっ
た。

また本出願人がすでに開示した発明であって、凝縮部に
水素ガスを酸化させて水に戻す固体の酸化剤が配置され
たヒートバイブ（特願昭６０−９５３９１号参照）にお
いては、伝熱性能の劣化を抑制できる点においてはすぐ
れているものの、コンテナ内に酸化剤を配置するための
細工を施す必要があるため、製造が簡単であるとはいい
がたく、また製造コストも高いきらいがある。

この発明の目的は、上記の各問題を解決し、長期間にわ
たって伝熱性能の劣化を起こすことがなく、製造が簡単
であり、しかもコストの安いヒートバイブを提供するこ
とにある。

問題点を解決するだめの手段この発明によるヒートバイブは、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バイブにおいて、少なく
とも凝縮部に水素ガスを酸化させて水に戻す性質を備え
たウィックが配置されたことを特徴とするものである。

上記において、コンテナの材料としては、炭素鋼、ステ
ンレス鋼等の鉄や銅が用いられる。

上記において、水素ガスを酸化させて水に戻す性質を供
えたウィックとしては、たとえば、従来広く用いられて
きた各種金属製ウィックを所定の方法で酸化させたもの
、ＣｕＯやＣｕ２Ｏなどの酸化剤を多孔質焼結体とした
もの、その他の水素ガス酸化能を備えた均質ウィックを
用いてもよく、ＣｕＯなどの円筒状多孔質焼結体の内面
を目の細い金網で覆ったもの、その他の水素ガス酸化能
を備えた複合ウィックを用いてもよい。

これらのウィックはヒートバイブの凝縮部にだけ配置さ
れていてもよく、凝縮部を含むヒートパイプ内面全体に
配置されていてもよい。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

実施例１第１図および第２図においてヒートバイブ（１）は、７
０％Ｃｕ−’３０％Ｎｉのキュプロニッケル裂コンテナ
（２）と、コンテナ（２）の内面に装着され、かつ水素
ガスを酸化させて水に戻す性質を備えた均質ウィック（
３）とからなり、コンテナ（２）内に作動液として純水
（図示路）が封入されたものであり、っぎのようにして
製造された。

すなわち、コンテナ（２）は、外径２５．４ｍｍ。

内径２３．４ｍｍ、長さ１００’Ｏａ＋＋ｎの円管から
なるコンテナ本体（４）に、所定寸法に裁断した＃８０
の純銅メツシュを２重巻きにして挿入し、同メツシュを
コンテナ本体（４）の内面全体に接触するように２重巻
の状態でコンテナ本体（４）へろう付けにより装着した
後、このウィック付きコンテナ本体（５）を５６０°Ｃ
で１０時間、空気中で加熱処理することにより、ウィッ
ク（３）を酸化させた。ついでウィック付きコンテナ本
体（５）の蒸発部（１ｂ）側となる一端にエンドキャッ
プ（６）を溶接するとともに、同コンテナ本体（５）の
凝縮部（１ｃ）側となる他端にノズル付き工ンドキャッ
プ（７）を溶接してコンテナ（２）を形成した。そして
、公知の方法によりコンテナ（２）内に純水を入れた後
、ノズルの口を封じて、ヒートパイプ（１）の製造を終
えた。

実施例２第３図および第４図において、ヒートパイプ（１１）は
、実施例１と同じコンテナ（２）と、コンテナ（２）の
内面に装着され、かつ水素ガスを酸化させて水に戻す性
質を備えた複合ウィック（１３）とからなり、実施例１
と同じく純水（図示路）が封入されたものである。

この複合ウィック（１３）は、コンテナ本体（４）の内
面全体に接触する円筒状のＣｕＯ焼結体（１３ａ）の内
面を、＃１５０のステンレスメツシュ製円筒（１３ｂ）
の外面で密着状に覆い、同円筒（１３ｂ）の両端部がコ
ンテナ本体（４）の内面にろう付けされてなるものであ
る。

なお、このヒートパイプ（１１）の蒸発部（ｌｌｂ）側
の端部にエンドキャップ（６）が、凝縮部（ｌｉｅ）側
の端部にノズル付きエンドキャップ（７）がそれぞれ取
り付けられている点も、実施例１と同じである。

実施例１または実施例２のヒートパイプ（１）（１１）
の使用時に、作動液である水とコンテナ（２）との反応
により発生した水素ガスは、ウィック（３）（１３）に
よって酸化され、つぎの反応により水に便る。

Ｃｕ　Ｏ＋Ｈ２＝Ｃｕ　＋Ｈ２０つぎに、この発明によるヒートパイプの伝熱性能を評価
するために行なった試験について述べる。

まず、実施例１のヒートパイプ（１）を用意し、第５図
に示すように、有底円筒状のヒータ部（２０ａ）とその
周囲を開口側も含めて断熱材で覆う被覆部（２０ｂ）と
からなる横型加熱炉（２０）に、同ヒートバイブ（１）
を長さの中央が加熱炉（２０）のヒータ部（２０ａ）開
口縁に来るまで蒸発部（１ｂ）側から挿入し、凝縮部（
１ｃ）側の半分が加熱炉（２０）におけるヒータ部（２
０ａ）の外部空気中に露出された状態で同ヒートバイブ
（１）を水平に配置した。この配置状態で加熱炉（２０
）の温度を上昇させ、加熱炉（２０）におけるヒータ部
（２０ａ）開口縁から被覆部（２０ｂ）開口縁までの長
さの２分の１の位置に対応する同ヒートバイブ（１）の
断熱部（１ａ）内の点（Ａ点）の温度ＴＡ（’Ｃ）が２
４０°Ｃを維持するように、２０００時間の加熱を行な
った。そして２０００時間後における同ヒートバイブ（
１）の凝縮部（ｌｃ）側先端中央の点（０点）の温度Ｔ
ｃ（’Ｃ）を測定し、両温度の差（ＴＡ　−Ｔｃ−２４
０−Ｔｃ−△Ｔ＋）を求めた。その後、加熱を終えた同
ヒートバイブ（１）を上記配置状態のまま自然空冷し、
ＴＡ−５０°ＣになったときのＴｃ　　（℃）を測定し
て両温度の差（ＴＡ　−Ｔｃ−５０−Ｔｃ−ΔＴ２）を
求めた。

つぎに実施例２のヒートパイプ（１１）を用意し、上記
と同一の条件でΔＴ１および△Ｔ２を求めた。

最後に、比較のために、ウィックが実施例１と同じ材料
、同じ寸法からなるものの、実施例１のような酸化加熱
処理か施されておらず、その他の点は実施例１と実質的
に同じ構成であるヒートパイプを用意し、上記と同じ条
件で△Ｔ、およびΔＴ２を求めた。

以上の３種のヒートパイプを用いて行なった伝熱性能評
価試験の結果を表１に示す。

表　　１表１から明らかなように、水素ガスを酸化させて水に戻
す性質を備えたウィックが配置された本発明品の２つに
あっては、２０００時間経過後も断熱部と凝縮部との温
度差は１℃を越えることかなく伝熱性能がきわめて良好
である。

これに対し、ウィックは配置されているが、同ウィック
に水素ガスを酸化させて水に戻す性質が備わっていない
比較品にあっては、上記温度差はかなり大きくなり、短
時間のうちに伝熱性能が劣化することがわかる。

発明の効果この発明のヒートバイブによれば、少なくとも凝縮部に
水素ガスを酸化させて水に戻す性質を備えたウィックが
配置されているので、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、この水素ガスはウ
ィックにより酸化されて水に戻る。したがって、発生し
た水素ガスによるヒートバイブの伝熱性能の劣化を抑制
することができる。

また、水素ガスを酸化させて水に戻す性質を供えたウィ
ックは、従来広く用いられてきた金属製ウィックを所定
の方法で酸化させるなど比較的簡単に形成することがで
きるため、この発明のヒートバイブは、コンテナ内に酸
化剤を配置するための細工が必要であった従来のものに
比べて簡単に製造することができる上、製造コストも安
くできる。

さらに、上記従来品のようにパラジウムなどの高価な材
料を用いることがないので、この発明によれば、製造コ
ストの安いヒートバイブを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるヒートバイブの実施例１を示す
縦断面図、第２図は第１図に示すヒートバイブの横断面
図、第３図はこの発明によるヒートバイブの実施例２を
示す縦断面図、第４図は第３図に示すヒートバイブの横
断面図、第５図はこの発明の伝熱性能評価試験の方法を
示す縦断面図である。（１）（１１）・・・ヒートバイブ、（２）・・・コン
テナ、（ｌｃ）’（ＩＬｃ）・・・凝縮部、（３）（１
３）・・・ウィック。以上

Claims

【特許請求の範囲】

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、少なくとも凝縮部に水素ガスを酸化させ
て水に戻す性質を備えたウィックが配置されたことを特
徴とするヒートパイプ。