(57)【要約】【課題】  電気ヒータから発熱した熱を利用してヒートパイプの外周部を一様に加熱し、安定した伝熱量でヒートパイプ内の作動流体を加熱流動させることのできるヒートパイプ用加熱装置を提供することを課題とする。【解決手段】  ヒートパイプ用加熱装置１０は、第１分割円筒体２０において、ヒートパイプ１１に巻付ける熱伝導体２１と、この熱伝導体２１を介してヒートパイプ１１に巻付ける電気ヒータ２２としてのシーズヒータ２３と、このシーズヒータ２３の外周に隣接させた断熱構造体１３とからなる構成で、一方、第２分割円筒体３０において、ヒートパイプ１１に巻付ける熱伝導体３１と、この熱伝導体３１を介してヒートパイプ１１に巻付ける電気ヒータ３２としてのシーズヒータ３３と、このシーズヒータ３３の外周に隣接させた断熱構造体３４とからなる構成であり、これら第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０を合致させた後に、シーズヒータ２３及び３３をヒートパイプ１１側へ押圧して熱伝導体２１及び３１を圧縮する押圧手段１５としてのクランプ１６とを備えた構造体である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートパイプに付設する加熱装置において、この加熱装置は、クッション性を有する材料からなり前記ヒートパイプに巻付ける熱伝導体と、この熱伝導体を介して前記ヒートパイプに巻付ける電気ヒータと、この電気ヒータを前記ヒートパイプ側へ押圧して前記熱伝導体を圧縮する押圧手段と、を備えることを特徴とするヒートパイプ用加熱装置。
【請求項２】
前記電気ヒータは、分割円筒体としたことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ用加熱装置。
【請求項３】
前記電気ヒータは、少なくとも外周面を断熱構造体で覆い、この断熱構造体を介して前記押圧手段で電気ヒータを押圧するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒートパイプ用加熱装置。
【請求項４】
前記断熱構造体と前記電気ヒータを一体構造とすることを特徴とする請求項３記載のヒートパイプ用加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプに付設する加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒートパイプは、パイプ内に作動流体を入れた簡単な構造体であり、例えば一端を加熱すると作動流体が蒸発し、他端へ移動し、そこで熱を放出して凝縮し、液体となって一端へ戻ることを繰り返す熱伝導材である。
【０００３】
この様なヒートパイプの一端に加熱装置を備える装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２７９７８９２号公報（第２−３頁、図１）
【０００４】
図１０は従来の技術の基本構成を説明する図であり、加熱装置１００は、ヒートパイプ１０１の加熱部１０２及び放熱部１０３と、この加熱部１０２に並設した加熱源である電気ヒータ１０４からの熱を伝える伝熱ブロック１０５と、この伝熱ブロック１０５とヒートパイプ１０１及び電気ヒータ１０４との狭持面１０６、１０７と、伝熱ブロック１０５の分割部１０８及び締結ボルト１０９とからなる構造体である。
【０００５】
次に、この加熱装置１００の要部の詳細及び熱伝導作用について説明する。
図１１は図１０の要部断面図であり、加熱装置１００の製造加工上のバラツキにより、電気ヒータ１０４と伝熱ブロック１０５の狭持面１０７との間には隙間１１０が発生し、また、ヒートパイプ１０１と伝熱ブロック１０５の狭持面１０６との間には隙間１１１が発生することがある。
【０００６】
熱伝導作用としては、電気ヒータ１０４の加熱により熱が伝熱ブロック１０５を伝わってヒートパイプ１０１に伝わるが、このとき、電気ヒータ上面部１１２とヒートパイプ底面部１１３との距離ｔ１より電気ヒータ上面部１１２とヒートパイプ上面部１１４との距離ｔ２の方が大きいために、ヒートパイプ底面部１１３が高温に、ヒートパイプ上面部１１４が低温になる。
また、隙間１１０、１１１の発生により、電気ヒータ１０４からヒートパイプ１０１への伝熱量が小さくなる。
【０００７】
以上、特許文献１のヒートパイプの加熱装置１００では、ヒートパイプ１０１と電気ヒータ１０４とを並設した構造であるために、ヒートパイプ１０１の外周部には、電気ヒータ１０４からの距離差に起因する温度差が発生し、ヒートパイプ１０１の外周部を一様に加熱することができず加熱バランスが悪い。
【０００８】
また、ヒートパイプの加熱装置１００では、加工上のバラツキにより生じた隙間１１０、１１１のために、電気ヒータ１０４から発熱する熱のヒートパイプ１０１への熱伝導に影響を受け、伝熱量が小さくなるという不具合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、電気ヒータから発熱した熱を利用してヒートパイプの外周部を一様に加熱し、安定した伝熱量でヒートパイプ内の作動流体を加熱流動させることのできるヒートパイプ用加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、ヒートパイプに付設する加熱装置において、この加熱装置は、クッション性を有する材料からなり、ヒートパイプに巻付ける熱伝導体と、この熱伝導体を介してヒートパイプに巻付ける電気ヒータと、この電気ヒータをヒートパイプ側へ押圧して熱伝導体を圧縮する押圧手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、電気ヒータは、分割円筒体としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、電気ヒータは、少なくとも外周面を断熱構造体で覆い、この断熱構造体を介して押圧手段で電気ヒータを押圧するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、断熱構造体と電気ヒータを一体構造とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、ヒートパイプ用加熱装置を、クッション性を有する材料からなる熱伝導体を介してヒートパイプに巻付ける電気ヒータと、この電気ヒータをヒートパイプ側へ押圧して熱伝導体を圧縮する押圧手段とで構成した。クッション性を有する熱伝導体を採用したので、この熱伝導体で製造バラツキを吸収することができ、隙間の発生が無くなり、電気ヒータからヒートパイプへ良好に伝熱させることができる。
【００１５】
また、このヒートパイプ用加熱装置は、電気ヒータでヒートパイプを包囲させたので、ヒートパイプの外周部で温度勾配を持つことが無くなり、加熱バランスに優れた装置とすることができる。
【００１６】
したがって、電気ヒータから発熱した熱を利用してヒートパイプの外周部を一様に加熱し、安定した伝熱量でヒートパイプ内の作動流体を加熱流動させることのできるヒートパイプ用加熱装置を提供することができるという利点がある。
【００１７】
請求項２に係る発明では、電気ヒータを分割円筒体としたので、電気ヒータをヒートパイプへ容易に取付けることができるとともに、縮径が容易になる。したがって、電気ヒータの点検や補修時の取外し及び取付け作業を効率良く行うことができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、電気ヒータの少なくとも外周面を断熱構造体で覆い、この断熱構造体を介して押圧手段で電気ヒータを押圧するので、電気ヒータから外周側への無駄な熱放散を防止して、電気ヒータからヒートパイプへ安定した熱量を供給することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明では、断熱構造体と電気ヒータを一体構造としたので、ヒートパイプ用加熱装置を組立てる際の組立て工数を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るヒートパイプ用加熱装置の斜視図であり、ヒートパイプ用加熱装置１０はヒートパイプ１１の外周を分割部１２で合致するウレタンやセラミックモールド等からなる断熱構造体１３、３４で包囲し、この断熱構造体１３、３４の溝部１４の上から押圧手段１５としてのクランプ１６を嵌め込み、断熱構造体１３、３４をヒートパイプ１１に押付ける形で固定した構造物である。
また、図示しないが、断熱構造体１３、３４とヒートパイプ１１の間には、熱源としての電気ヒータ（後述する。）を配置する。
【００２１】
図２は図１の要部断面図であり、ヒートパイプ用加熱装置１０は、第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０が合致した構造であり、第１分割円筒体２０において、クッション性を有する材料からなりヒートパイプ１１に巻付けるグラファイトシート等の熱伝導体２１と、この熱伝導体２１を介してヒートパイプ１１に巻付ける電気ヒータ２２としてのシーズヒータ２３と、このシーズヒータ２３の外周に隣接させた断熱構造体１３とからなる構成である。
【００２２】
一方、第２分割円筒体３０においては、クッション性を有する材料からなりヒートパイプ１１に巻付ける熱伝導体３１と、この熱伝導体３１を介してヒートパイプ１１に巻付ける電気ヒータ３２としてのシーズヒータ３３と、このシーズヒータ３３の外周に隣接させた断熱構造体３４とからなる構成である。
そして、これら第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０を合致させた後に、シーズヒータ２３及び３３をヒートパイプ１１側へ押圧して熱伝導体２１及び３１を圧縮する押圧手段１５としてのクランプ１６とを備えた構造体である。
【００２３】
シーズヒータ２３は、中心にニクロム線からなる導線２４を備え、導線２４の回りを酸化マグネシウム等の絶縁粉末体２５、２６で固め、絶縁粉末体２５、２６の外周を金属製の被覆材２７、２８で覆うことで形成する。
一方、シーズヒータ３３は、中心にニクロム線からなる導線３５を備え、導線３５の回りを酸化マグネシウム等の絶縁粉末体３６、３７で固め、絶縁粉末体３６、３７の外周を金属製の被覆材３８、３９で覆うことで形成する。
【００２４】
そして、シーズヒータ２３及び３３の加熱は、シーズヒータ２３の導線２４の一端４１と他端４２を結合する配線４３に設置した電源４４と、シーズヒータ３３の導線３５の一端４５と他端４６を結合する配線４７に配置した電源４８を各々ＯＮ状態にすることで実行される。
【００２５】
以上のように、ヒートパイプ用加熱装置１０を、熱伝導体２１、３１を介してヒートパイプ１１に巻付ける電気ヒータ２２、３２と、これら電気ヒータ２２、３２をヒートパイプ１１側へ押圧して熱伝導体２１、３１を圧縮する押圧手段１５としてのクランプ１６で構成した。クッション性を有する熱伝導体２１、３１を採用したので、この熱伝導体２１、３１で製造バラツキを吸収することができ、隙間の発生が無くなり、電気ヒータ２２、３２からヒートパイプ１１へ良好に伝熱させることができる。
また、電気ヒータ２２、３２をヒートパイプ１１へ容易に取付けることができるとともに、縮径が容易になる。したがって、電気ヒータ２２、３２の点検や補修時の取外し及び取付け作業を効率良く行うことができる。
【００２６】
図３は図２の３−３線断面図であり、ヒートパイプ１１の両側に密着して配置した熱伝導体２１、３１と、これら熱伝導体２１、３１の外側に密着して配置したシーズヒータ２３、３３と、これらシーズヒータ２３、３３の外側及び左右に密着して配置した断熱構造体１３、３４と、これら断熱構造体１３、３４の溝部１４、４９に嵌合したクランプ１６を配置した状態を示す。
【００２７】
図４は本発明におけるヒートパイプ用加熱装置の作用図である。
（ａ）でヒートパイプ１１の内部にある作動流体５１へ熱伝導する初期状態を示し、シーズヒータ２３、３３から発熱した熱は熱伝導体２１、３１を介して白抜き矢印Ａの如く作動流体５１に伝わり、続いて作動流体５１を矢印Ｂの如く右方向へ蒸気流として移動させる。
【００２８】
（ｂ）において、作動流体５１のヒートパイプ１１の中での作動状態を示し、作動流体５１は、白抜き矢印Ａの如く熱を吸収し、矢印Ｂの如く蒸気流として移動し、ヒートパイプ１１の凝縮部にて白抜き矢印Ｃの如く外部へ蓄えた熱を放熱し、ウイック５２、５３の内側を這うように矢印Ｄの如く戻り、再びシーズヒータ２３、３３からの熱を吸収することとなる。
【００２９】
電気ヒータ２２、３２の少なくとも外周面を断熱構造体１３、３４で覆い、この断熱構造体１３、３４を介して押圧手段１５で電気ヒータ２２、３２を押圧するので、電気ヒータ２２、３２から外周側への無駄な熱放散を防止して、電気ヒータ２２、３２からヒートパイプ１１へ安定した熱量を供給することができる。
【００３０】
したがって、電気ヒータ２２、３２から発熱した熱を利用してヒートパイプ１１の外周部を一様に加熱し、安定した伝熱量でヒートパイプ１１内の作動流体５１を加熱流動させることのできるヒートパイプ用加熱装置１０を提供することができるという利点がある。  
【００３１】
図５は図１の別実施例を示す斜視図であり、ヒートパイプ用加熱装置５５は、ヒートパイプ１１の外周を分割部１２で合致する断熱構造体１３、３４で包囲し、この断熱構造体１３、３４の図示しない溝部１４の上から押圧手段１５としてのブラケット５６を嵌め込み、断熱構造体１３、３４をヒートパイプ１１に押付ける形で固定した構造物である。
また、断熱構造体１３及び３４とヒートパイプ１１の間には、熱源としてのシーズヒータ２３、３３を配置する。
ブラケット５６は、合せ部５７、５８をボルト５９及び図示しないナットで結合することにより固定する。
【００３２】
図６は図５の要部断面図であり、ヒートパイプ用加熱装置５５は、第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０が合致した構造であるが、第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０の符号は図２に示したものと同じであるために、詳細な説明を省略する。
【００３３】
また、ヒートパイプ用加熱装置５５は、これら第１分割円筒体２０と第２分割円筒体３０を合致させた後に、シーズヒータ２３及び３３をヒートパイプ１１側へ押圧して熱伝導体２１及び３１を圧縮する押圧手段１５としてのブラケット５６を備えた。
６１はナットである。
シーズヒータ２３、３３の構造の詳細及び加熱方法は、図２の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
図７は図１のさらなる別実施例を示す斜視図であり、ヒートパイプ用加熱装置６５は、ヒートパイプ１１の外周を、合せ面６６、６７をボルト６８、６９及び図示しないナットを使用して結合する第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０とで包囲し、この第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０をヒートパイプ１１に押付ける形で固定した構造物である。
また、熱源としての電気ヒータ７３と図示しない断熱構造体及び電気ヒータ８３と図示しない断熱構造体は各々一体構造で、これら第１分割円筒体７０及び第２分割円筒体８０の内部に収納する。
【００３５】
図８は図７の要部断面図であり、ヒートパイプ用加熱装置６５は、第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０が合致した構造であり、第１分割円筒体７０において、クッション性を有する材料からなりヒートパイプ１１に巻付ける熱伝導体７１と、この熱伝導体７１を介してヒートパイプ１１に巻付けるモールド成形外枠７２に収納した電気ヒータ７３としてのシーズヒータ７４と、モールド成形外枠７２に収納しこのシーズヒータ７４の外周に隣接させた断熱構造体７５とからなる構成である。
【００３６】
一方、第２分割円筒体８０においては、クッション性を有する材料からなりヒートパイプ１１に巻付ける熱伝導体８１と、この熱伝導体８１を介してヒートパイプ１１に巻付けるモールド成形外枠８２に収納した電気ヒータ８３としてのシーズヒータ８４と、モールド成形外枠８２に収納しこのシーズヒータ８４の外周に隣接させた断熱構造体８５とからなる構成である。
【００３７】
そして、これら第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０を合致させた後に、合せ面６６をボルト６８とナット９１とで、合せ面６７をボルト６９とナット９２とで結合することにより、第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０をヒートパイプ１１側へ押圧して熱伝導体７１及び８１を圧縮する構造体である。
【００３８】
シーズヒータ７４は、中心に導線７６を備え、導線７６の回りを絶縁粉末体７７、７７で固め、絶縁粉末体７７、７７の外周を金属製の被覆材７８、７８で覆うことで形成する。
一方、シーズヒータ８４は、中心に導線８６を備え、導線８６の回りを絶縁粉末体８７、８７で固め、絶縁粉末体８７、８７の外周を金属製の被覆材８８、８８で覆うことで形成する。
【００３９】
そして、シーズヒータ７４及び８４の加熱は、シーズヒータ７４の導線７６の一端４１と他端４２を結合する配線４３に設置した電源４４と、シーズヒータ８４の導線８６の一端４５と他端４６を結合する配線４７に配置した電源４８を各々ＯＮ状態にすることで実行される。
【００４０】
図９は図８の別実施例を示す図であり、第１分割円筒体７０は、導線７６、絶縁粉末体７７、７７、被覆材７８、７８からなるシーズヒータ７４とこのシーズヒータ７４の外周に隣接した断熱構造体７５とを接着剤層９３で一体に囲い、これらシーズヒータ７４、断熱構造体７５、接着剤層９３の一体構造物を熱伝導体７１を介してヒートパイプ１１に押し当てる外枠９５とからなる。
【００４１】
同様に、第２分割円筒体８０は、導線８６、絶縁粉末体８７、８７、被覆材８８、８８からなるシーズヒータ８４とこのシーズヒータ８４の外周に隣接した断熱構造体８５とを接着剤層９４で一体に囲い、これらシーズヒータ８４、断熱構造体８５、接着剤層９４の一体構造物を熱伝導体８１を介してヒートパイプ１１に押し当てる外枠９６とからなる。
【００４２】
そして、これら第１分割円筒体７０と第２分割円筒体８０を合致させ、その合せ面６７をボルト６９とナット９２とで結合する。図示しないが、反対側の合せ面６６をボルト６８とナット９１により結合する。
【００４３】
ヒートパイプ用加熱装置６５は、断熱構造体７５とシーズヒータ７４とを、また、断熱構造体８５とシーズヒータ８４とを各々一体構造としたので、組立てる際の組立て工数を削減できる。
【００４４】
ヒートパイプ用加熱装置６５は、シーズヒータ７４、８４の少なくとも外周面を断熱構造体７５、８５で覆い、この断熱構造体７５、８５を介してモールド成形外枠７２、８２あるいは外枠９５、９６でシーズヒータ７４、８４を押圧するので、シーズヒータ７４、８４から外周側への無駄な熱放散を防止して、シーズヒータ７４、８４からヒートパイプ１１へ安定した熱量を供給することができる。
【００４５】
尚、本発明のヒートパイプ用加熱装置１０、５５、６５におけるヒートパイプ１１の内部で作用する作動流体５１は、アンモニア溶液、水、アセトン、メタノールなど熱媒体として実用化されているものであれば種類は問わない。
【００４６】
また、ヒートパイプ１１の材質は、高耐食性と熱伝導性に優れた耐熱合金系材料、ステンレス鋼等が好ましい。
さらに、シーズヒータ２３、３３、７４、８４の被覆材２７、２８、３８、３９、７８、８８は、耐熱合金系材料、ステンレス鋼、銅及び銅合金系材料、アルミニウム合金系材料等が好ましい。
【００４７】
一方、ヒートパイプ用加熱装置１０、５５、６５における押圧手段１５としてのクランプ１６、ブラケット５６、モールド成形外枠７２、８２、外枠９５、９６は、これらの内面が円筒形で断熱構造体１３、３４、７５、８５の外周面に隙間なく密着していれば良く、クランプ１６、ブラケット５６、モールド成形外枠７２、８２、外枠９５、９６の外面は別に円周形でなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は熱輸送や装置からの熱放熱に用いるヒートパイプの加熱装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るヒートパイプ用加熱装置の斜視図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】本発明におけるヒートパイプ用加熱装置の作用図である。
【図５】図１の別実施例を示す斜視図である。
【図６】図５の要部断面図である。
【図７】図１のさらなる別実施例を示す斜視図である。
【図８】図７の要部断面図である。
【図９】図８の別実施例を示す図である。
【図１０】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【図１１】図１０の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ヒートパイプ用加熱装置  、１１…ヒートパイプ  、１２…分割部  、１３…断熱構造体  、１４…溝部  、１５…押圧手段  、１６…クランプ  、２０…第１分割円筒体  、２１…熱伝導体  、２２…電気ヒータ  、２３…シーズヒータ  、３０…第２分割円筒体  、３１…熱伝導体  、３２…電気ヒータ  、３３…シーズヒータ  、３４…断熱構造体  、５１…作動流体  、５６…ブラケット  、７２…モールド成形外枠  、８２…モールド成形外枠  、９３…接着剤層  、９４…接着剤層  、９５…外枠  、９６…外枠。
【図１】
2005226931.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005226931.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005226931.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005226931.tif 000013