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JP7123576B2 - heat pipe - Google Patents
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Description

本発明は、ヒートパイプに関する。 The present invention relates to heat pipes.

従来から、下記特許文献1に示されるようなヒートパイプが知られている。このヒートパイプは、作動液が封入されたコンテナと、コンテナの内壁に接触する第1ウイックと、を備えている。また、第1ウイックには、ツイスト銅細線である第2ウイックが埋設されている。この構成によれば、液流動抵抗の小さい第2ウイックを伝って、液相の作動流体を速やかに流動させることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat pipe as disclosed in Patent Document 1 below is known. This heat pipe includes a container containing a working fluid and a first wick that contacts the inner wall of the container. A second wick, which is a twisted thin copper wire, is embedded in the first wick. According to this configuration, the liquid-phase working fluid can be caused to flow rapidly along the second wick with low liquid flow resistance.

特開2015-135211号公報JP 2015-135211 A

この種のヒートパイプでは、熱輸送性能をさらに高めることについての要望がある。 There is a demand for further improving the heat transport performance of this type of heat pipe.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、熱輸送性能を向上させたヒートパイプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat pipe with improved heat transport performance.

上記課題を解決するために、本発明の第1態様に係るヒートパイプは、作動液が封入された長尺状のコンテナと、前記コンテナの内壁に接触し、かつ蒸気流路に面する第1ウイックと、前記コンテナの長手方向に延びる空間を内部に有する第2ウイックと、を備えている。 In order to solve the above problems, a heat pipe according to a first aspect of the present invention includes a long container in which a working fluid is sealed, and a first heat pipe that contacts the inner wall of the container and faces a steam flow path. A wick and a second wick having a space therein extending in the longitudinal direction of the container.

上記態様に係るヒートパイプによれば、第1ウイックおよび第2ウイックの2種類のウイックを備えており、さらに第2ウイック内には長手方向に延びる空間が形成されている。この構成により、第2ウイックの空間内に液相の作動流体を流動させて、この作動流体の流動抵抗を小さくし、ヒートパイプの最大熱輸送量を向上させることができる。 According to the heat pipe according to the aspect described above, the two types of wicks, the first wick and the second wick, are provided, and a space extending in the longitudinal direction is formed in the second wick. With this configuration, the liquid-phase working fluid can flow in the space of the second wick, the flow resistance of this working fluid can be reduced, and the maximum heat transfer amount of the heat pipe can be improved.

また、前記第2ウイックが、前記第1ウイックに埋設されていてもよい。 Also, the second wick may be embedded in the first wick.

この場合、第2ウイックの外周部が第1ウイックに覆われることとなり、ウイックのうち蒸気流路に面する部分、すなわち蒸発面が第1ウイックによって形成される。これにより、例えば第2ウイックが蒸気流路に露出する場合と比較して、液相の作動流体が飛散し難くなり、飛散限界を向上させてヒートパイプの最大熱輸送量を増大させることができる。 In this case, the outer peripheral portion of the second wick is covered with the first wick, and the portion of the wick facing the steam flow path, that is, the evaporation surface is formed by the first wick. As a result, compared to the case where the second wick is exposed to the vapor flow path, for example, the liquid-phase working fluid is less likely to scatter, and the scatter limit can be improved to increase the maximum heat transfer amount of the heat pipe. .

また、前記第2ウイックが、編組線によって形成されていてもよい。 Also, the second wick may be formed of a braided wire.

この場合、例えば第2ウイックをツイスト銅細線によって形成した場合と比較して、ねじり具合のばらつきに起因する液流動抵抗のばらつきを抑えることができる。これにより、ヒートパイプの熱輸送特性の製造上のばらつきを抑えることができる。 In this case, compared with the case where the second wick is formed of twisted thin copper wires, for example, variations in liquid flow resistance caused by variations in the degree of twist can be suppressed. As a result, manufacturing variations in the heat transport characteristics of the heat pipe can be suppressed.

また、前記第1ウイックが、焼結された金属粉によって形成されていてもよい。 Also, the first wick may be made of sintered metal powder.

この場合、第1ウイック内の細孔の半径を小さくして、この第1ウイック内を流動する液相の作動流体に、大きな毛管力を生じさせることができる。 In this case, the radius of the pores in the first wick can be reduced to generate a large capillary force in the liquid-phase working fluid flowing in the first wick.

また、前記第1ウイックが、複数の金属の細線を束ねて形成されていてもよい。 Further, the first wick may be formed by bundling a plurality of thin metal wires.

この場合、第1ウイックを形成するための焼結工程が不要となるため、製造効率を向上させることができる。 In this case, since the sintering process for forming the first wick is not required, manufacturing efficiency can be improved.

本発明の上記態様によれば、熱輸送性能を高めたヒートパイプを提供することができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a heat pipe with improved heat transport performance.

第1実施形態に係るヒートパイプの横断面図である。1 is a cross-sectional view of a heat pipe according to a first embodiment; FIG. 図1のヒートパイプのA-A断面矢視図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat pipe of FIG. 1 taken along line AA. 第1実施形態の変形例に係るヒートパイプの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat pipe according to a modification of the first embodiment; 第2実施形態に係るヒートパイプの横断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat pipe according to a second embodiment; 図4のヒートパイプのB-B断面矢視図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat pipe of FIG. 4 taken along line BB. (a)は第2実施形態の変形例に係るヒートパイプの横断面図である。(b)は他の変形例に係るヒートパイプの横断面図である。(a) is a cross-sectional view of a heat pipe according to a modification of the second embodiment. (b) is a cross-sectional view of a heat pipe according to another modification. (a)は比較例1のヒートパイプの横断面図であり、(b)は比較例2のヒートパイプの横断面図である。(a) is a cross-sectional view of a heat pipe of Comparative Example 1, and (b) is a cross-sectional view of a heat pipe of Comparative Example 2. FIG. 実施例1に係るヒートパイプの熱輸送効率の実験結果を示すグラフである。4 is a graph showing experimental results of heat transport efficiency of the heat pipe according to Example 1. FIG. 実施例2に係るヒートパイプの熱輸送効率の実験結果を示すグラフである。7 is a graph showing experimental results of heat transport efficiency of the heat pipe according to Example 2. FIG.

(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係るヒートパイプの構成を、図1、図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。
(First embodiment)
The configuration of the heat pipe according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. In addition, in each drawing used for the following description, the reduced scale is appropriately changed in order to make each member recognizable size.

図1に示すように、本実施形態に係るヒートパイプ1Aは、作動流体が封入されたコンテナ2と、コンテナ2内に配設された第1ウイック11および第2ウイック12と、を備えている。これら第1ウイック11および第2ウイック12には、液相の作動流体が含浸している。 As shown in FIG. 1, a heat pipe 1A according to the present embodiment includes a container 2 containing a working fluid, and a first wick 11 and a second wick 12 disposed within the container 2. . The first wick 11 and the second wick 12 are impregnated with liquid-phase working fluid.

ここで、図1および図2に示すように、コンテナ2は長尺状に形成されている。以下、コンテナ2の長手方向を単に長手方向といい、長手方向に直交する断面を単に横断面という。 Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the container 2 is formed in an elongated shape. Hereinafter, the longitudinal direction of the container 2 will simply be referred to as the longitudinal direction, and a cross section perpendicular to the longitudinal direction will simply be referred to as the cross section.

コンテナ2は、横断面視で管状に形成されており、長手方向の両端部が封止されている。コンテナ2の内壁2aは、周方向で一様な曲面に形成されている。例えばコンテナ2は、その厚さが均一であり、内壁2aが平滑面である平滑管により形成されている。コンテナ2は、銅などの金属製のパイプ材から形成されている。 The container 2 is formed in a tubular shape in a cross-sectional view, and both ends in the longitudinal direction are sealed. An inner wall 2a of the container 2 is formed into a curved surface that is uniform in the circumferential direction. For example, the container 2 is formed of a smooth tube having a uniform thickness and a smooth inner wall 2a. The container 2 is made of a metal pipe material such as copper.

コンテナ2内に封入される作動流体は、所定の温度で相変化する物質により構成されている。作動液としては、例えば水、アルコール類、またはアンモニア水などの周知のものを用いることができる。 The working fluid enclosed in the container 2 is composed of a substance that changes phase at a predetermined temperature. Well-known liquids such as water, alcohols, and aqueous ammonia can be used as the working liquid.

第1ウイック11は、銅などの金属粉末を焼結させて形成された多孔質の構造体である。例えば、第1ウイック11となる銅粉末の平均粒径は約125μm程度である。なお、第1ウイック11の材質は適宜変更してもよい。
横断面視において、第1ウイック11は環状に形成されており、その外周部は内壁2aの全周にわたって接触している。第1ウイック11の外周部は、コンテナ2の内壁2aに対して、焼結により固定されている。また、第1ウイック11の内側の空間(以下、蒸気流路S1という)は、気相の作動流体の流通経路となっている。すなわち、第1ウイック11は蒸気流路S1に面している。蒸気流路S1は、コンテナ2内の空間の、長手方向における全長にわたって延在している。
The first wick 11 is a porous structure formed by sintering metal powder such as copper. For example, the average particle size of the copper powder that forms the first wick 11 is approximately 125 μm. Note that the material of the first wick 11 may be changed as appropriate.
In cross-sectional view, the first wick 11 is formed in an annular shape, and its outer peripheral portion is in contact with the inner wall 2a over the entire circumference. The outer peripheral portion of the first wick 11 is fixed to the inner wall 2a of the container 2 by sintering. A space inside the first wick 11 (hereinafter referred to as a vapor flow path S1) serves as a flow path for the vapor-phase working fluid. That is, the first wick 11 faces the steam flow path S1. The steam flow path S1 extends over the entire length of the space inside the container 2 in the longitudinal direction.

第1ウイック11内の細孔は、液相の作動流体の流通経路となるが、迷路のような不規則な流路となっている。また、第1ウイック11の外周部と内壁2aとの間に形成される隙間も、液相の作動流体の流通経路となる。 The pores in the first wick 11 serve as flow paths for the liquid-phase working fluid, which are irregular like a labyrinth. The gap formed between the outer peripheral portion of the first wick 11 and the inner wall 2a also serves as a flow path for the liquid-phase working fluid.

第2ウイック12は、第1ウイック11内に埋設されている。第2ウイック12は、蒸気流路S1に露出していない。本実施形態では、2本の第2ウイック12が、第1ウイック11内に等間隔を空けて配置されている。図2に示すように、これらの第2ウイック12は、コンテナ2内の空間の長手方向における全長にわたって、互いに平行に配置されている。第2ウイック12は、複数の細線12aを編んで形成された編組線ウイックであり、横断面視で管状を呈している。横断面視において、第2ウイック12の外径は、第1ウイック11の厚みよりも小さい。第2ウイック12の内部には、長手方向に延びる空間(以下、液流路S2という)が形成されている。液流路S2は、液相の作動流体の流通経路となっている。 The second wick 12 is embedded within the first wick 11 . The second wick 12 is not exposed to the steam flow path S1. In this embodiment, two second wicks 12 are arranged in the first wick 11 at regular intervals. As shown in FIG. 2 , these second wicks 12 are arranged parallel to each other over the entire longitudinal length of the space within the container 2 . The second wick 12 is a braided wire wick formed by weaving a plurality of thin wires 12a, and has a tubular shape in cross section. In cross-sectional view, the outer diameter of the second wick 12 is smaller than the thickness of the first wick 11 . Inside the second wick 12, a space extending in the longitudinal direction (hereinafter referred to as liquid flow path S2) is formed. The liquid flow path S2 is a flow path for liquid-phase working fluid.

図2に示すように、第1ウイック11および第2ウイック12は、ヒートパイプ1Aにおける蒸発部Eと凝縮部Cとの間を繋ぐように、長手方向に延在している。第1ウイック11内および第2ウイック12内に含浸している液相の作動流体には、毛管力が作用する。ヒートパイプ1Aの作動時、液相の作動流体は外部熱により蒸発部Eで蒸発して気体となり、その気体が蒸気流路S1を流通して凝縮部Cへ移動する(矢印F1参照)。凝縮部Cでは、気相の作動流体が放熱することで凝縮し、液相の作動流体が第1ウイック11および第2ウイック12に含浸する。そして、第1ウイック11および第2ウイック12の毛管力によって、液相の作動流体が、凝縮部Cから蒸発部Eへ向けて還流する(矢印F2参照)。蒸発部Eに到達した液相の作動流体は再び蒸発する。このようにして、ヒートパイプ1Aは、蒸発部Eから凝縮部Cへと、熱を繰り返し輸送することができる。 As shown in FIG. 2, the first wick 11 and the second wick 12 extend in the longitudinal direction so as to connect the evaporating section E and the condensing section C of the heat pipe 1A. A capillary force acts on the liquid-phase working fluid impregnated in the first wick 11 and the second wick 12 . When the heat pipe 1A is in operation, the liquid-phase working fluid is evaporated by external heat in the evaporator E to become gas, and the gas flows through the vapor passage S1 and moves to the condenser C (see arrow F1). In the condensation section C, the vapor-phase working fluid is condensed by heat dissipation, and the first wick 11 and the second wick 12 are impregnated with the liquid-phase working fluid. Then, due to the capillary force of the first wick 11 and the second wick 12, the liquid-phase working fluid flows back from the condensation section C toward the evaporation section E (see arrow F2). The liquid-phase working fluid that has reached the evaporator E is evaporated again. In this manner, the heat pipe 1A can transport heat from the evaporator section E to the condenser section C repeatedly.

ここで、液相の作動流体の還流特性について説明する。液相の作動流体の各流路内で、この作動流体が受ける毛管力の大きさは、毛管半径(隙間の大きさ)が小さいほど大きくなる。毛管半径の大きさについて、第1ウイック11と第2ウイック12とを比較すると、第1ウイック11における毛管半径の方が、第2ウイック12の毛管半径よりも小さく形成されている。つまり、第1ウイック11の方が、第2ウイック12よりも大きな毛管力を発揮するように形成されている。 Here, the reflux characteristics of the liquid-phase working fluid will be described. In each channel of the liquid-phase working fluid, the magnitude of the capillary force that the working fluid receives increases as the capillary radius (size of the gap) decreases. Comparing the first wick 11 and the second wick 12 with respect to the size of the capillary radius, the first wick 11 has a smaller capillary radius than the second wick 12 . In other words, the first wick 11 is formed to exert a greater capillary force than the second wick 12 .

一方、第1ウイック11および第2ウイック12では、液相の作動流体が流動する際に圧力損失が生じる。この圧力損失は、流路の形状が要因となる。この具体例では、第1ウイック11内の流路は迷路状となり、第2ウイック12内の流路は線状となる。このため、第2ウイック12における圧力損失の方が、第1ウイック11における圧力損失よりも小さい。これに加えて、本実施形態の第2ウイック12は管状に形成されており、その内側が液流路S2として用いられている。液流路S2は長手方向に延びるとともに、長手方向で略一定の幅を有しており、液相の作動流体の流動抵抗が非常に小さい。 On the other hand, pressure loss occurs in the first wick 11 and the second wick 12 when the liquid-phase working fluid flows. This pressure loss is caused by the shape of the flow path. In this specific example, the channels in the first wick 11 are labyrinthine, and the channels in the second wick 12 are linear. Therefore, the pressure loss in the second wick 12 is smaller than the pressure loss in the first wick 11 . In addition to this, the second wick 12 of this embodiment is formed in a tubular shape, and the inside thereof is used as the liquid flow path S2. The liquid flow path S2 extends in the longitudinal direction and has a substantially constant width in the longitudinal direction, so that the flow resistance of the liquid-phase working fluid is very small.

以上説明したように、本実施形態のヒートパイプ1Aでは、大きな毛管力を発揮する第1ウイック11の内部に、流動抵抗の小さい第2ウイック12が埋め込まれている。これにより、輸送可能な距離を伸ばしつつ、熱輸送量を増大させて、熱輸送性能を向上させることができる。 As described above, in the heat pipe 1A of this embodiment, the second wick 12 with low flow resistance is embedded inside the first wick 11 that exerts a large capillary force. As a result, it is possible to increase the heat transport amount and improve the heat transport performance while extending the transportable distance.

また、第2ウイック12が編組線によって形成されている。これにより、例えば第2ウイック12をツイスト銅細線によって形成した場合と比較して、ねじり具合のばらつきに起因する液流動抵抗のばらつきを抑えることができる。これにより、ヒートパイプ1Aの熱輸送特性の製造上のばらつきを抑えることができる。 Also, the second wick 12 is formed of a braided wire. As a result, compared to the case where the second wick 12 is formed of a twisted thin copper wire, for example, it is possible to suppress variations in liquid flow resistance caused by variations in the degree of twisting. As a result, manufacturing variations in the heat transport characteristics of the heat pipe 1A can be suppressed.

また、第2ウイック12の外周部が第1ウイック11に覆われているので、ウイックのうち蒸気流路S1に面する部分、すなわち蒸発面が第1ウイック11のみにより形成されている。これにより、例えば第2ウイック12が蒸気流路S1に露出する場合と比較して、液相の作動流体が飛散し難くなり、飛散限界が向上して最大熱輸送量が増大する。 Further, since the outer peripheral portion of the second wick 12 is covered with the first wick 11, the portion of the wick facing the steam flow path S1, that is, the evaporation surface is formed by the first wick 11 only. As a result, compared to the case where the second wick 12 is exposed to the vapor flow path S1, for example, the liquid-phase working fluid is less likely to scatter, the scatter limit is improved, and the maximum amount of heat transport is increased.

なお、第1ウイック11に埋設される第2ウイック12の数は、図示の例に限定されず、適宜変更可能である。例えば図3に示すヒートパイプ1Bのように、4つあるいは5つ以上の第2ウイック12を、第1ウイック11に埋設してもよい。 The number of second wicks 12 embedded in the first wick 11 is not limited to the illustrated example, and can be changed as appropriate. For example, four or more than five second wicks 12 may be embedded in the first wick 11 like the heat pipe 1B shown in FIG.

(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described, but the basic configuration is the same as that of the first embodiment. For this reason, the same reference numerals are assigned to the same configurations, the description thereof is omitted, and only the points of difference will be described.

図4に示すように、本実施形態のヒートパイプ1Cは扁平型ヒートパイプであって、第1実施形態とはウイックの形状および配置が異なる。本実施形態の第1ウイック11は、コンテナ3の幅方向における中央部分に配置されている。また、第1ウイック11は、コンテナ3の上面3aには接触しておらず、コンテナ3の下面3bに接触している。すなわち、第1ウイック11の幅はコンテナ3の下面3bの幅以下に形成され、かつ第1ウイック11の厚みがコンテナ3の上面3aと下面3bとの間の間隔よりも小さく形成されている。本実施形態では、第1ウイック11とコンテナ3との間の空間が、蒸気流路S1として機能する。 As shown in FIG. 4, the heat pipe 1C of this embodiment is a flat heat pipe, and differs from the first embodiment in the shape and arrangement of the wick. The first wick 11 of this embodiment is arranged in the central portion of the container 3 in the width direction. Also, the first wick 11 does not contact the upper surface 3 a of the container 3 , but contacts the lower surface 3 b of the container 3 . That is, the width of the first wick 11 is less than the width of the lower surface 3b of the container 3, and the thickness of the first wick 11 is smaller than the distance between the upper surface 3a and the lower surface 3b of the container 3. In this embodiment, the space between the first wick 11 and the container 3 functions as the steam flow path S1.

横断面視において、第1ウイック11は、平坦部11aと曲部11bとを有している。平坦部11aはコンテナ3の下面3bに接触しており、曲部11bは、コンテナ3の上面3aに向けて凸となる曲面状に形成されている。図4および図5に示されるように、第1ウイック11は、ヒートパイプ1Cの長手方向に伸びるように形成された略半円柱状を呈している。本実施形態では、第1ウイック11の平坦部11aがコンテナ3の下面3bに対して、焼結により固定されている。
本実施形態のような扁平型のヒートパイプ1Cにおいても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In cross-sectional view, the first wick 11 has a flat portion 11a and a curved portion 11b. The flat portion 11 a is in contact with the lower surface 3 b of the container 3 , and the curved portion 11 b is formed in a curved surface that protrudes toward the upper surface 3 a of the container 3 . As shown in FIGS. 4 and 5, the first wick 11 has a substantially semi-cylindrical shape extending in the longitudinal direction of the heat pipe 1C. In this embodiment, the flat portion 11a of the first wick 11 is fixed to the bottom surface 3b of the container 3 by sintering.
The flat type heat pipe 1C as in the present embodiment can also obtain the same effects as in the first embodiment.

なお、コンテナ3内に配置される第1ウイック11および第2ウイック12の数量は、適宜変更することができる。例えば図6(a)のヒートパイプ1Dのように、1つの第1ウイック11内に複数の第2ウイック12を埋設してもよい。あるいは図6(b)のヒートパイプ1Eのように、複数の第1ウイック11および第2ウイック12を、コンテナ3の上面3aおよび下面3bにそれぞれ接触させてもよい。 The number of first wicks 11 and second wicks 12 arranged in the container 3 can be changed as appropriate. For example, a plurality of second wicks 12 may be embedded in one first wick 11, like a heat pipe 1D in FIG. 6(a). Alternatively, a plurality of first wicks 11 and second wicks 12 may be brought into contact with the upper surface 3a and the lower surface 3b of the container 3, respectively, like the heat pipe 1E in FIG. 6(b).

なお、第1、第2実施形態において、第1ウイック11の構成を適宜変更してもよい。例えば、第1ウイック11を複数の金属製の細線により形成し、この第1ウイック11内に、編組線によって形成された第2ウイック12を埋設してもよい。この場合、第1ウイック11を構成する細線の材質および直径は適宜変更可能であるが、例えば直径125μm程度の銅細線を用いてもよい。また、第1ウイック11は、複数の細線を撚り合わせずに束ねることで構成されていてもよい。この場合、第1ウイック11の内部に第2ウイック12を容易に埋設することができる。 In addition, in the first and second embodiments, the configuration of the first wick 11 may be changed as appropriate. For example, the first wick 11 may be formed of a plurality of thin metal wires, and the second wick 12 formed of braided wires may be embedded in the first wick 11 . In this case, although the material and diameter of the fine wire forming the first wick 11 can be changed as appropriate, a fine copper wire having a diameter of about 125 μm, for example, may be used. Alternatively, the first wick 11 may be configured by bundling a plurality of fine wires without twisting them. In this case, the second wick 12 can be easily embedded inside the first wick 11 .

複数の細線を用いて第1ウイック11を形成した場合、細線同士の隙間が液相の作動流体の流通経路となる。従って、細線同士の隙間を小さくすることで、第1ウイック11内を流動する液相の作動流体に、大きな毛管力を生じさせることができる。また、例えば第1ウイック11を形成するための焼結工程が不要となるため、製造効率を向上させることができる。 When the first wick 11 is formed by using a plurality of thin wires, the gaps between the thin wires serve as flow paths for the liquid-phase working fluid. Therefore, by reducing the gap between the fine wires, a large capillary force can be generated in the liquid-phase working fluid flowing in the first wick 11 . Moreover, since the sintering process for forming the first wick 11 is not necessary, the manufacturing efficiency can be improved.

以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。 The above embodiments will be described below using specific examples. In addition, the following examples do not limit the present invention.

(実施例1)
本実施例1では、第2実施形態で説明したものと同様のヒートパイプ1C(図4、図5参照)を作成した。実施例1における第1ウイック11は、銅の粉末を焼結させて形成された多孔質の構造体である。蒸発部Eと凝縮部Cとの間の長手方向の距離は、約300mmとした。また、コンテナ3の幅は11.5mmとし、コンテナ3の厚みは2.5mmとした。
(比較例1)
比較例1として、図7(a)に示すようなヒートパイプ100Aを作成した。ヒートパイプ100AのウイックW1は、ヒートパイプ1Cの第1ウイック11と同様に、金属粉を焼結させて形成した。その他の点は、実施例1のヒートパイプ1Cと同様である。
(比較例2)
比較例2として、図7(b)に示すようなヒートパイプ100Bを作成した。ヒートパイプ100BのウイックW2は、銅の細線を束ねて形成した。その他の点は、実施例1のヒートパイプ1Cと同様である。
(Example 1)
In Example 1, a heat pipe 1C (see FIGS. 4 and 5) similar to that described in the second embodiment was produced. The first wick 11 in Example 1 is a porous structure formed by sintering copper powder. The longitudinal distance between the evaporator E and the condenser C was about 300 mm. Moreover, the width of the container 3 was set to 11.5 mm, and the thickness of the container 3 was set to 2.5 mm.
(Comparative example 1)
As Comparative Example 1, a heat pipe 100A as shown in FIG. The wick W1 of the heat pipe 100A is formed by sintering metal powder, like the first wick 11 of the heat pipe 1C. Other points are the same as those of the heat pipe 1C of the first embodiment.
(Comparative example 2)
As Comparative Example 2, a heat pipe 100B as shown in FIG. 7B was produced. The wick W2 of the heat pipe 100B is formed by bundling thin copper wires. Other points are the same as those of the heat pipe 1C of the first embodiment.

以上の3つのヒートパイプについて、熱輸送性能を確認した結果を図8に示す。図8の横軸は熱入力Q(W)であり、図8の縦軸は熱抵抗Rhp(C/W)である。
図8に示すように、実施例1のヒートパイプ1Cでは、比較例1、2のヒートパイプ100A、100Bよりも大きな最大熱輸送量を得ることができた。この理由について、以下に考察する。
FIG. 8 shows the results of confirming the heat transport performance of the above three heat pipes. The horizontal axis of FIG. 8 is the heat input Q (W), and the vertical axis of FIG. 8 is the heat resistance Rhp (C/W).
As shown in FIG. 8, with the heat pipe 1C of Example 1, a larger maximum heat transfer amount than with the heat pipes 100A and 100B of Comparative Examples 1 and 2 could be obtained. The reason for this will be considered below.

比較例1のヒートパイプ100Aでは、ウイックW1が焼結金属粉のみによって形成されていることで、その透過率および孔隙率が小さい。このため、ウイックW1内を流動する液相の作動流体の流動抵抗が大きく、液相の作動流体を凝縮部Cから蒸発部Eへと還流する能力が小さいと考えられる。
比較例2のヒートパイプ100Bでは、ウイックW2が束ねた銅細線のみによって形成されていることで、毛管力が小さい。このため、ウイックW2内を流動する液相の作動流体を還流させる力が小さいと考えられる。
In the heat pipe 100A of Comparative Example 1, the wick W1 is made of only sintered metal powder, so that the transmittance and porosity thereof are small. For this reason, the flow resistance of the liquid-phase working fluid flowing in the wick W1 is large, and the ability to circulate the liquid-phase working fluid from the condensation section C to the evaporation section E is considered to be small.
In the heat pipe 100B of Comparative Example 2, the wick W2 is formed only by the bundled thin copper wires, so that the capillary force is small. Therefore, it is considered that the force to circulate the liquid-phase working fluid flowing in the wick W2 is small.

これらの比較例に対して、実施例1のヒートパイプ1Cでは、焼結金属粉によって形成されているために大きな毛管力を発揮する第1ウイック11の内部に、流動抵抗の小さい第2ウイック12が埋め込まれている。これにより、凝縮部Cから蒸発部Eへと、液相の作動流体を速やかに還流させることが可能となり、最大熱輸送量を増大させることができたと考えられる。 In contrast to these comparative examples, in the heat pipe 1C of Example 1, a second wick 12 with a low flow resistance is placed inside the first wick 11 that exerts a large capillary force because it is made of sintered metal powder. is embedded. As a result, it is considered that the liquid-phase working fluid can be rapidly circulated from the condenser section C to the evaporator section E, and the maximum amount of heat transport can be increased.

(実施例2)
実施例2として、図6(a)に示すような断面形状を有するヒートパイプを作成した。実施例2では、複数の銅の細線を撚り合わせずに束ねることで、第1ウイック11を形成した。蒸発部Eと凝縮部Cとの間の長手方向の距離と、コンテナ3の幅および厚みとは、実施例1と同様である。
(比較例3)
比較例3として、実施例2から第2ウイック12を除いたヒートパイプを作成した。比較例3の断面形状は、図7(b)と同様である。
(Example 2)
As Example 2, a heat pipe having a cross-sectional shape as shown in FIG. 6(a) was produced. In Example 2, the first wick 11 was formed by bundling a plurality of thin copper wires without twisting them. The longitudinal distance between the evaporating section E and the condensing section C, and the width and thickness of the container 3 are the same as in the first embodiment.
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, a heat pipe was produced by removing the second wick 12 from Example 2. FIG. The cross-sectional shape of Comparative Example 3 is the same as that of FIG. 7(b).

実施例2および比較例3のヒートパイプについて、熱輸送性能を確認した結果を図9に示す。図9の横軸は熱入力Q(W)であり、図10の縦軸は熱抵抗Rhp(C/W)である。
図9に示すように、実施例2では、比較例3よりも熱抵抗が小さくなり、大きな最大熱輸送量を得ることができた。この理由について、以下に考察する。
The results of confirming the heat transport performance of the heat pipes of Example 2 and Comparative Example 3 are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 9 is the heat input Q (W), and the vertical axis of FIG. 10 is the heat resistance Rhp (C/W).
As shown in FIG. 9, in Example 2, the thermal resistance was smaller than in Comparative Example 3, and a large maximum heat transfer amount could be obtained. The reason for this will be considered below.

比較例3(図7(b))では、ウイックW2が束ねた銅細線のみによって形成されていることで、毛管力が小さい。比較例3のウイックW2の透過率は、3.6[m×10-10]であり、毛管半径は、0.056[m×10-3]であった。
比較例3に対して、実施例2では、複数の細線を束ねて形成されているために大きな毛管力を発揮する第1ウイック11の内部に、流動抵抗の小さい第2ウイック12が埋め込まれている。実施例2の第1ウイック11および第2ウイック12の毛管半径は、0.056[m×10-3]であり、比較例3と同等であった。一方で、実施例2における透過率は、4.3[m×10-10]であり、比較例3よりも大きかった。このように、実施例2では透過率が高いことで、凝縮部Cから蒸発部Eへと、液相の作動流体を速やかに還流させることが可能となり、最大熱輸送量を増大させることができたと考えられる。
In Comparative Example 3 (FIG. 7(b)), the wick W2 is formed only of bundled thin copper wires, so that the capillary force is small. The wick W2 of Comparative Example 3 had a transmittance of 3.6 [m 2 ×10 -10 ] and a capillary radius of 0.056 [m×10 -3 ].
In contrast to Comparative Example 3, in Example 2, a second wick 12 with low flow resistance is embedded inside the first wick 11 that exerts a large capillary force because it is formed by bundling a plurality of thin wires. there is The capillary radii of the first wick 11 and the second wick 12 of Example 2 were 0.056 [m×10 −3 ], which was equivalent to Comparative Example 3. On the other hand, the transmittance in Example 2 was 4.3 [m 2 ×10 −10 ], which was higher than that in Comparative Example 3. Thus, in Example 2, the transmittance is high, so that the liquid-phase working fluid can be rapidly circulated from the condenser section C to the evaporator section E, and the maximum heat transfer amount can be increased. It is thought that

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、第1ウイック11および第2ウイック12の構造や製造方法は上記実施形態に限定されず、適宜変更してもよい。 For example, the structures and manufacturing methods of the first wick 11 and the second wick 12 are not limited to the above embodiments, and may be changed as appropriate.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiment with known components without departing from the scope of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate.

1A~1E…ヒートパイプ 2、3…コンテナ 11…第1ウイック 12…第2ウイック S1…蒸気流路 S2…液流路(空間) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A-1E... Heat pipe 2, 3... Container 11... 1st wick 12... 2nd wick S1... Vapor flow path S2... Liquid flow path (space)

Claims (4)

作動液が封入された長尺状のコンテナと、
前記コンテナの内壁に接触し、かつ蒸気流路に面する第1ウイックと、
前記コンテナの長手方向に延びて液相の前記作動液の流通経路となる空間を内部に有する第2ウイックと、を備え、
前記第2ウイックが、編組線によって形成されている、ヒートパイプ。
an elongated container containing hydraulic fluid;
a first wick in contact with the inner wall of the container and facing the steam channel;
a second wick having therein a space extending in the longitudinal direction of the container and serving as a flow path for the liquid-phase hydraulic fluid ;
The heat pipe, wherein the second wick is formed of a braided wire.
前記第2ウイックが、前記第1ウイックに埋設されている、請求項1に記載のヒートパイプ。 2. The heat pipe of claim 1, wherein said second wick is embedded in said first wick. 前記第1ウイックが、焼結された金属粉によって形成されている、請求項1または2に記載のヒートパイプ。 3. The heat pipe of claim 1 or 2, wherein the first wick is formed by sintered metal powder. 前記第1ウイックが、複数の金属の細線を束ねて形成されている、請求項1または2に記載のヒートパイプ。 3. The heat pipe according to claim 1, wherein said first wick is formed by bundling a plurality of thin metal wires.
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