| 研究課題/領域番号 |
19K04242
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
小糸 康志 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70347003)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ヒートパイプ / 自励振動 / 伝熱促進 / プラスチックシート / 3Dプリンター / HFE |
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| 研究実績の概要 |
研究目的のプラスチック薄板の薄型化，ならびに，加熱部と冷却部におけるヒートパイプ流路壁の熱抵抗の低減を図るため，薄いプラスチックシート上に自励振動式ヒートパイプを形成した．具体的には，厚さが0.21mmのABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）シート，厚さが0.12mm，0.25mmのPC（Polycarbonate）シート上に3Dプリンターを用いてヒートパイプの蛇行流路を形成した．3Dプリンターの素材には半透明のABSフィラメントを，ヒートパイプの作動液にはHFE（HydroFluoroEther）7100を用いた．
プラスチック薄板の各プロトタイプについて，初年度と同様に，一端を加熱ヒーターにより加熱，他端を冷却ジャケットにより冷却し，蒸発部，断熱部，凝縮部の温度を熱電対で測定して，プロトタイプの有効熱伝導率と最大熱輸送量を評価した．また，半透明のABSフィラメントを使用しているため，ヒートパイプ内の撮影も行い，自励振動現象の解析も行った．ABSシートを用いた場合，ヒートパイプの流路形成時にシートが流路内側に変形する現象がみられた．これにより，ヒートパイプの流路が狭くなり，さらに，加熱ヒーターおよび冷却ジャケットとの接触熱抵抗が大きくなったため，有効熱伝導率ならびに最大熱輸送量の増加量は限定的であったが，PCシートを用いた場合はその影響はほとんど無く，0.12mmのシートの場合，最大で432W/(m・K)の有効熱伝導率，16.8Wの最大熱輸送量を得た．最大熱輸送量については初年度の実験結果の1.87倍である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
プラスチックシート上に自励振動式ヒートパイプを形成することができたこと，実験により初年度のプロトタイプの1.87倍の最大熱輸送量が得られたことから，本研究の目的に照らし，「おおむね順調に進展している」と評価した．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの実験結果を踏まえ，ヒートパイプの流路設計と使用条件を変化させた実験を追加実施し，高速度ビデオカメラで撮影した映像の解析も行って，ヒートパイプの薄型化の影響を整理する．また，自励振動現象が生じる最小の流路サイズを調べ，薄型化によるヒートパイプの作動限界も明らかにする．以上をまとめ，自励振動式ヒートパイプの設計学理を構築する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額は，本研究に必要な消耗品を絞り込むことにより生じたものである．本使用額は次年度の消耗品費に充てる計画である．
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