ヒートパイプ

ヒートパイプとは: ヒートパイプは、大量の熱を非常にすばやく伝達するために使用されるツールです。 それは、真空シールされた金属パイプで、通常は銅で構成されており、内部はウィック(毛細管構造)で裏打ちされ、作動液で満たされています。

動作原理: ヒートパイプの一端が高温にさらされると、内部の液体が蒸発します。 圧力が上昇すると、蒸気はパイプのもう一方のより冷たい端に向かって押し出されます。 そこに到達すると、蒸気は急速に凝縮して液体の形に戻り、潜熱を放出します。ウィックはその液体を再び高温側に引き戻します。

ヒートパイプと蒸気チャンバ: これら2つは非常に似ています。 唯一の大きな違いは、ヒートパイプは丸いまたは部分的に平らなチューブであるのに対し、蒸気チャンバは大きな平板です。 以下を参照ください:345-1654-NDおよび345-1564-ND

ヒートパイプを使用する理由:ヒートパイプは、熱を伝導する速度が速いため、本質的には超熱伝導体です。 そのことを説明するために、下の図は通常の銅パイプと銅-水ヒートパイプの比較を示しています。

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ご覧のとおり、ヒートパイプは非常に短い時間で熱を伝達することができます。

ヒートパイプの制限要因:これらの長所がありますが、ヒートパイプは必ずしも完璧な解決策ではありません。 アプリケーションを計画する際に考慮すべきいくつかの制限要因があります。

  • 冷却性能:どのくらいの冷却性能が必要ですか?
  • 直径:選択した直径は、そのレベルの冷却性能を可能にしますか?
  • ウィックの形状:焼結粉、軸方向溝構造、金属メッシュなど、すべてのこれらの形状は、独自の利点と欠点があります。
  • 方向性:ヒートパイプの中には、正しく機能するためには、重力に依存しなければならないものもあれば、その影響を完全に受けないものもあります。これらの影響度合いはまた、冷却性能要件、および温度差によって変わります。
  • 温度差:蒸発部と凝縮部の間の温度変化と、散逸できる冷却能力の大きさの間には直接的な相関関係があります。
  • 長さ:パイプが長いほど、システムの効率は低下します。 たとえば、ATS2160-NDATS2161-NDは同じ構造ですが、長さが異なります。 100mmでは70Wの冷却力がありますが、150mmでは49Wに減少します。

出典および追加情報: https://www.qats.com/cms/wp-content/uploads/Heat-Pipe-Engineering-eBook.pdf




オリジナル・ソース(英語)