2015 Fiscal Year Research-status Report
柔軟性プラスチックの濡れ性の制御とフレキシブル・ヒートパイプへの応用展開
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26420150
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小糸 康志 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (70347003)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリマーヒートパイプ / 熱サイフォン / 潜熱輸送 / CFRP / 沸騰 / 凝縮 / 有効熱伝導率 / プラスチック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチック材料は一般的に熱伝導率が低いため，ヒートパイプのコンテナとして使用する場合，加熱部と冷却部ではその伝熱抵抗を軽減させる必要がある．本研究では，平成26年度に製作したヒートパイプの実験装置のうち，加熱部ならびに冷却部のプレートをCFRP(carbon fiber reinforced plastic)の薄板に変更し，熱輸送特性に関する実験を行った．具体的には厚さ0.2mmと0.4mmのCFRP板を使用した．これらのCFRP板は非常に薄いため，手で簡単に曲げることができる．
実験ではまず，冷却ジャケットと恒温槽を用いてヒートパイプの冷却部を冷却し，一様温度となった後，マイクロセラミックヒーターでヒートパイプの加熱部を加熱して，ヒートパイプ各位置の温度の経時変化を熱電対で測定した．設計条件としてヒートパイプの断面積を2.0mm×2.0mm，4.0mm×4.0mm，8.0mm×8.0mmと変化させ，使用条件としてヒーター加熱量を0.9W，1.8W，2.7Wと変化させた．なお，ヒートパイプの長さは100mm，恒温槽内の冷却水温度は20℃とし，作動液には水を用いた．
実験結果から，いずれの実験条件下においても，ヒートパイプ全体の温度差のうち加熱部の温度差が非常に大きく支配的であることを確認した．また，4.0mm×4.0mmおよび8.0mm×8.0mmの断面積の場合と比較して，2.0mm×2.0mmの断面積の場合，ヒートパイプの有効熱伝導率が最も高くなり，厚さ0.2mmのCFRP板を使用したとき最大で771W/(m・K)，厚さ0.4mmのCFRP板を使用したとき最大で405W/(m・K)の有効熱伝導率の値が得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度に製作したヒートパイプの実験装置を使用し，一部に改良を加えて，ヒートパイプの熱輸送特性と設計条件，熱輸送特性と使用条件の関係に関する基礎的な実験データを取得した．本年度は，ヒートパイプの加熱部ならびに冷却部にCFRPの薄板を使用したが，おおむね良好な実験結果を得ることができた．また，並行して柔軟性プラスチックに関する検討も進めており，今後，ヒートパイプに応用展開する計画である．
以上の研究進捗状況から，研究目的の達成度について「おおむね順調に進展している」と評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度ならびに平成27年度の実験結果を踏まえた上で，柔軟性を有するプラスチックを使用し，表面の濡れ性等も考慮した上で，ヒートパイプの熱輸送特性に関する実験を実施する．これまでに構築した実験装置を利用し，熱輸送特性と設計条件，熱輸送特性と使用条件の関係に関する基礎データを蓄積して，ヒートパイプの最適化を進める．最終的には，フレキシブル・ヒートパイプの形成に最適な条件を確定する計画である．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額（B-A）は，平成27年度の物品費を抑えることにより生じたものである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額（B-A）は，平成28年度の物品費に充てる計画である．
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[Presentation] Fabrication of a Vapor Chamber on a Plastic Board2015
Author(s)
Fumihiko Hideyama, Shuto Nonoshita, Yasushi Koito, Toshio Tomimura
Organizer
ASME 2015 International Technical Conference and Exhibition on Packaging and Integration of Electronic and Photonic Microsystems
Place of Presentation
サンフランシスコ（米国）
Year and Date
2015-07-08 – 2015-07-08
Int'l Joint Research
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