(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱雰囲気に設置される蒸発器本体と、この蒸発器本体に内蔵されて液溜め部を形成するウイックと、このウイックと前記蒸発器本体の内壁面との間に形成された蒸気流路と、この蒸気流路と凝縮器とを接続する蒸気管と、前記蒸発器本体の壁部を貫いて前記液溜め部に連通され、前記凝縮器で凝縮された冷却液を前記液溜め部に戻す液管とを備えたループ型ヒートパイプの蒸発器において、
前記液管の少なくとも蒸気流路での蒸気接触部位を套管で覆い、その套管と前記液管との間に断熱空間を形成した二重管構造からなり、前記套管のウイック側の端面は封止され、前記套管のもう一方の端面は上記蒸発器本体外側に開放していることを特徴とするループ型ヒートパイプの蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、宇宙用や民生用の発熱機器の冷却に使用されるループ型ヒートパイプの蒸発器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ループ型ヒートパイプの蒸発器は、熱雰囲気に置かれる蒸発器本体と、この蒸発器本体に内蔵されて液溜め部を形成するウイックと、このウイックと前記蒸発器本体の内壁面との間に形成された蒸気流路と、この蒸気流路と凝縮器とを接続する蒸気管と、前記蒸発器本体の壁部を貫いて前記液溜め部に連通され、前記凝縮器で凝縮された冷却液を前記液溜め部に戻すための単管からなる液管とを備え、その液管が前記蒸気流路に露出した構成となっている。
【０００３】
次に動作について説明する。
蒸発器本体内部のウイックには液溜め部の液が毛細管現象で浸透していることにより、蒸発器本体が加熱されると、前記ウイックの外周から蒸気が発生する。この蒸気は、蒸発器本体とウイックとの間の蒸気流路を通って蒸気管から凝縮器に向って流れることで凝縮され、これにより凝縮された冷却液が液管から前記ウイック内部の液溜め部に戻される。液溜め部に戻った冷却液はウイックに毛細管現象で浸透するため、ウイック外周からは連続的に蒸気が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のループ型ヒートパイプの蒸発器は以上のように構成されているので、凝縮器で凝縮された冷却液をウイック内部の液溜め部に戻す単管構成の液管は蒸発器本体とウイックとの間の蒸気流路に露出した状態にあって何ら断熱されておらず、このため、前記蒸気流路を流れる蒸気で前記液管が加熱されることにより、その液管からウイック内部の液溜め部に戻ってくる液が高温化するという課題があった。すなわち、ウイック内部の液溜め部に戻ってくる液が高温化すると、その高温液によって前記液溜め部の液温が上昇し、これに伴ってウイック外周から発生する蒸気の温度も上昇するため、ループ型ヒートパイプ系全体の温度が上昇し、そのループ型ヒートパイプの蒸発器による冷却対象の発熱機器の許容温度を超えてしまうという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、凝縮器からウイック内部の液溜め部に戻る冷却液が、ウイック外周から発散されて蒸発器本体内部を流れる蒸気で加熱されるのを防止し、ループ型ヒートパイプ系全体の温度を低く保つことができるループ型ヒートパイプの蒸発器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るループ型ヒートパイプの蒸発器は、加熱雰囲気に設置される蒸発器本体と、この蒸発器本体に内蔵されて液溜め部を形成するウイックと、このウイックと蒸発器本体の内壁面との間に形成された蒸気流路と、この蒸気流路と凝縮器とを接続する蒸気管と、蒸発器本体の壁部を貫いて液溜め部に連通され、凝縮器で凝縮された冷却液を液溜め部に戻す液管とを備えたループ型ヒートパイプの蒸発器において、凝縮器からの冷却液をウイック内部の液溜め部に戻す液管の少なくとも蒸気流路での蒸気接触部位を套管で覆い、その套管と前記液管との間に断熱空間を形成した二重管構造からなり、前記套管のウイック側の端面は封止され、前記套管のもう一方の端面は上記蒸発器本体外側に開放したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１（ａ）はこの発明の実施の形態１によるループ型ヒートパイプの蒸発器を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
図において、１は冷却対象となる発熱機器に取り付けられる蒸発器本体（蒸発器容器）であり、従って、その蒸発器本体１は加熱雰囲気に設置されるものである。２は蒸発器本体１に内蔵された多孔質のウイックであり、主としてニッケルやステンレス，チタンなどの金属繊維または金属粉の焼結により作製されるが、セラミックなどの非金属材で形成することも可能である。２ａ，２ｂは前記ウイック２の軸方向両端に設けられた断熱性のウイック端板、２ｃは前記ウイック２の外周面に一体形成されて軸方向に延びる複数の突起部であり、これらの突起部２ｃは前記ウイック２の外周面からラジアル方向に突出しており、その突起部２ｃの先端は蒸発器本体１の内周面に接合されている。
【０００９】
３は前記ウイック２の内部によって形成された液溜め部、４は前記蒸発器本体１の内壁面と前記ウイック２の外壁面との間に形成された蒸気流路であり、この蒸気流路４は前記ウイック２の外周面部では突起部２ｃによって仕切られている。５は前記蒸気流路４と凝縮器（図示せず）の入口とを接続する蒸気管、６は凝縮器で凝縮された冷却液を前記液溜め部３に戻すための液管、７はその液管６の蒸気接触部位を覆う套管、８は前記液管６と套管７との間に形成された断熱空間である。
【００１０】
ここで、前記液管６と套管７の関連構成について詳述すると、蒸発器本体１の軸方向一端の端壁（図１中で左側の端壁）と、該端壁に対面するウイック端板２ａとの軸心部に跨って前記套管７を気密状態に貫設し、この套管７に前記液管６を挿通して該液管６と前記套管７との間に断熱空間８を形成したものである。なお、前記断熱空間８の液溜め部３側の開口端は液密状態に封止されているものである。従って、前記液管６は、蒸発器本体１の軸方向一端壁とウイック端板２ａとの間の蒸気流路４で蒸気に接触する部位が套管７で覆われた二重管断熱構造となっているものである。
【００１１】
次に動作について説明する。
蒸発器本体１内部のウイック２には液溜め部３の液が毛細管現象で浸透しており、この状態の蒸発器本体１が発熱機器からの放熱で加熱されると、その熱が蒸発器本体１の内周面とウイック２の突起部２ｃとの接合部からウイック２に伝達される。これによりウイック２および液溜め部３の液が加熱されるため、そのウイック２の外周面からは蒸気が発散する。この蒸気は、蒸気流路４を通って蒸気管５から凝縮器（図示せず）に向って流れ、該凝縮器で凝縮される。これにより凝縮された冷却液が液管６から前記液溜め部３に戻される。このとき、蒸発器本体１の軸方向一端の端壁とウイック端板２ａとの間の蒸気流路４を横切る液管６が套管７で覆われ、その液管６と套管７との間に断熱空間８が形成され、この断熱空間８が特に宇宙では真空断熱空間となるため、前記蒸気流路４を流れる蒸気によって前記液管６が加熱されるようなことがなくなる。従って、液管６から液溜め部３に戻る冷却液が蒸発器本体１内の蒸気で加熱されて高温化するようなことがなく、その戻り冷却液によって前記液溜め部３の溜まり液を低温に保つことができる。
【００１２】
以上説明した実施の形態１によれば、凝縮器からの冷却をウイック２内の液溜め部３に戻すための液管６を、蒸発器本体１内に蒸気流路４を横切る蒸気接触部位において套管７で覆い、該套管７と前記液管６との間に断熱空間８を形成するように構成したので、前記蒸気流路４を流れる蒸気で前記液管６が加熱されるのを防止することができ、このため、前記液管６から液溜め部３に戻された液によって該液溜め部３の溜まり液が高温化するのを防止でき、その溜まり液を低温に保つことができ、従って、ループ型ヒートパイプ系全体を低温に保つことができるという効果がある。
【００１３】
参考例．
図２（ａ）はこの参考例によるループ型ヒートパイプの蒸発器を示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図であり、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図において、１０は液管６の蒸気接触部位に巻装された断熱部材であり、主としてチタンやステンレスなどの比較的熱伝導率の小さい金属部材が使用されるが、熱伝導率が比較的小さい部材であれば非金属部材でも適用可能である。
すなわち、この参考例では、前記実施の形態１の套管７に代わる断熱部材１０を液管６の蒸気接触部位に巻装したものである。従って、この参考例の場合も前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、凝縮器からの冷却液をウイック内部の液溜め部に戻す液管の少なくとも蒸気接触部位を套管で覆い、その套管と前記液管との間に断熱空間を形成した二重管構造からなり、前記套管のウイック側の端面は封止され、前記套管のもう一方の端面は上記蒸発器本体外側に開放したので、蒸発器本体内の蒸気流路を流れる蒸気で液管が加熱されるのを防止することができ、このため、液管から液溜め部に戻された液によって該液溜め部の溜まり液が高温化するようなことがなく、その溜まり液を低温に保つことができ、このため、ループ型ヒートパイプ系全体を低温に保つことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）はこの発明の実施の形態１によるループ型ヒートパイプの蒸発器を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【図２】  図２（ａ）はこの参考例によるループ型ヒートパイプの蒸発器を示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図である。
【図１】
0003946551.tif 000002
【図２】
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