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Technical Review e-Book 論文要旨

往復動による高伝熱可能なヒートパイプ(自動車用エンジンピストン適用検討)

Honda R&D Technical Review Vol.33 No.1 収録

要旨

一般にヒートパイプは振動や傾斜等によって,気液の流れが阻害され,極端に熱伝導率が低下するため,自動車やオートバイ等で使用されている事例がない.
そこで,我々は配管内部の摩擦エネルギー損失を変え,自励振動を強制的におこなう事によって気液二相の流れを制御し,熱輸送量を低下させない新たなヒートパイプを提案した.
往復動による振動を与え,熱伝達率を計測した結果,静止状態の熱伝達率に比べ1.6倍の熱伝達率を示す事が明らかとなった.そのメカニズムは,ヒートパイプ中に密封した液体が,初期の段階で往復により細かな液滴に分解する.その後,この液滴の状態で,ゲートとの接触しながら巨視的に一定の方向の駆動力を得て流れが一方向になる.更にループする事で気液が衝突する事がなく,凝縮領域から蒸発領域への気液の移動を可能にしたと考えている.
今回はエンジンピストンに適用した場合の熱解析を実施し,ピストンヘッド中央温度を39 K下げる事ができ,⊿Tも140 Kから75 Kまで低下させる事ができたため,サーマルストレス低減効果が期待される.

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著者(所属)

松本 謙司(先進パワーユニット・エネルギー研究所,博士(工学))

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