JP2003148813A - サーモサイフォン - Google Patents
サーモサイフォンInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
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Abstract
高めることができるサーモサイフォンを提供する。 【解決手段】 冷凍機17によって熱を奪うことで作動流
体を凝縮させる凝縮器11と、この凝縮器11で凝縮させた
作動流体を排出する液体管12と、この液体管12から供給
された作動流体を気化させて周囲の熱を奪う蒸発管14
と、この蒸発管14で気化した作動流体を凝縮器11に戻す
気体管15よりなる。蒸発管14の前部14Aが液体管12側ほ
ど高くなるように構成する。液体管12の外周を断熱部材
16で被覆する。比較的少量の作動流体であっても、液化
した作動流体が蒸発管14の全域に渡って流下する過程で
容器13の熱が吸熱され、吸熱効率を向上させることがで
きる。作動流体が液体管12内で蒸発することが防止され
る。
Description
を利用して熱を効率よく輸送するサーモサイフォンに関
するものである。
イフォンとしては、例えば特開2001−33139号
公報等に記載されているものが知られている。これらの
サーモサイフォンは、図8及び図9に記載されているよ
うに、スターリング冷凍機1A(冷凍機)に取り付けら
れた凝縮器部1(凝縮器)と、この凝縮器部1に接続さ
れた液体ライン2(液体管)と、この液体ライン2に接
続された蒸発器部3(蒸発管)と、この蒸発器部3と凝
縮器部1の間に接続された気体ライン4(気体管)と、
これら凝縮器部1、液体ライン2、蒸発器部3、気体ラ
イン4によって形成される経路に封入された流体(作動
流体、図示せず)とで構成されている。そして、封入さ
れた流体を凝縮器部1で凝縮させ、液体ライン2から排
出し、蒸発器部3内で再び気化させる際に周囲の熱をキ
ャビネット5(容器)から奪い、気体ライン4から再び
凝縮器部1に戻すことで、蒸発器部3と接触したキャビ
ネット5を冷却するものである。そして、これらのサー
モサイフォンでは、前記蒸発器部3が図8に示すように
水平か、または図9に示すように少なくともその後部
が、気体ライン4側が高くなるように傾斜して形成され
ている。これは、凝縮された流体を蒸発器部3内に溜め
ておき、この流体が周囲の熱を奪って気化した際に、気
体状の流体が気体ライン4側にスムーズに移動するよう
にするためである。
においては、蒸発器部3内で液体状の流体が溜まってい
る部分において蒸発器部3周囲の熱が吸収されることに
なるため、吸熱能力を向上させようとした場合、蒸発器
部3内の広い範囲が液体状の流体で満たされている必要
がある。そしてこのためには、サーモサイフォン内に封
入される流体の量を増やす必要があるが、流体の封入量
を増やすということは、材料や工数が増加するため、ま
た不使用時の内部圧力が高まることに対して耐圧強度を
上げる必要が生じるため、コストアップに繋がる虞が生
ずる。また、蒸発器部3周囲の温度が低下すれば、蒸発
器部3内に溜まる液体状の流体の量が増えることになる
が、逆に言えば、吸熱能力が求められる冷却初期におい
て吸熱能力が低いということであり、蒸発器部3周囲の
冷却効率が悪いという問題があった。
の循環を妨げることなく吸熱効率を高めることができる
サーモサイフォンを提供することを目的とする。
サーモサイフォンは、冷凍機に取り付けられ作動流体を
凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮させた作動流体
を排出する液体管と、この液体管から供給された作動流
体を気化させて容器内の熱を奪う蒸発管と、この蒸発管
内で気化した作動流体を凝縮器に戻す気体管よりなるサ
ーモサイフォンにおいて、前記蒸発管の少なくとも前部
が前記液体管側ほど高くなるように構成されているもの
である。
することにより、凝縮器で凝縮させた作動流体が液体管
を通って蒸発管に至り、この蒸発管の前部から後部に向
かって流下する際に蒸発管周囲の熱を奪って気化し、気
体管から再び凝縮器に戻る。
フォンは、請求項1において、前記蒸発管の後部を液溜
め部としたものである。
することにより、蒸発管周囲の冷却が進んで蒸発管内に
液化した作動流体が溜まっても、この液化した作動流体
が液溜め部に溜まることによって、気体管が塞がれるこ
とが可能な限り防止され、気化した作動流体が気体管に
移動する。
イフォンは、請求項1または2において、両端が、少な
くとも前記蒸発管の最低部を迂回するように接続された
バイパス管を設けたものである。
することにより、液化した作動流体が蒸発管内に溜まっ
て経路が塞がれたとしても、蒸発管内で気化した作動流
体がバイパス管によって最低部を迂回し、蒸発管及び気
体管を通り、凝縮器に戻る。
フォンは、請求項1または2において前記蒸発管の後端
部を閉じると共に、前記気体管の一端を蒸発管の前部か
ら中間部にかけて接続したものである。
することにより、液化した余剰な作動流体が、蒸発管の
後部に溜まると共に、蒸発管内で気化した作動流体が、
蒸発管の前部から中間部にかけて接続された気体管を通
って凝縮器に戻る。
フォンは、請求項1〜4において、前記液体管の外周を
断熱部材で被覆したものである。
することにより、前記凝縮器で凝縮させた作動流体が液
体管内で蒸発することが防止され、確実に蒸発管内を流
下する。
図に基づいて説明する。図1は第1の実施形態を示して
おり、箱体10に収容されるサーモサイフォンは、図示し
ない作動流体を凝縮させる凝縮器11と、この凝縮器11で
凝縮させた作動流体を排出する液体管12と、この液体管
12から供給された作動流体を気化させて容器13から熱を
奪う蒸発管14と、この蒸発管14内で気化した作動流体を
凝縮器11に戻す気体管15を備え、これらはこの順で接続
される。また、気体管15の、蒸発管14との接続部の反対
側は、凝縮器11に接続されて、作動流体を回収できるよ
うになっている。蒸発管14は容器13の4つの側面13A,
13B,13C,13Dを巻くように沿って配置される。さら
に、第1の側面13Aに配置される蒸発管14の前部14Aか
ら、第2,3の側面13B,13Cに配置される蒸発管14の
中間部14B,14Cを介して、第4の側面13Dに配置され
る蒸発管14の後部14Dにかけて次第に低くなるように、
蒸発管14は配置され、さらに後部14Dに気体管15が接続
される。これにより前記蒸発管14の前部14Aが前記液体
管12側ほど高くなるように構成されるとともに、蒸発管
14の最低部となった後部14Dによって液溜め部が形成さ
れる。さらに、液体管12の外周は断熱部材16で被覆され
ている。尚、17は冷凍機であり、この先端に前記凝縮器
11が取り付けられている。
11が冷却されることで、凝縮器11で凝縮された液体冷媒
は、液体管12を通って蒸発管13に導かれ、蒸発管13内を
流れて全体に行き渡る。その流れる中で冷却対象たる容
器13の熱を奪って気化し、気体管16を通って凝縮器11に
戻る。
域に渡って流下する過程で容器13の熱が吸熱される。ま
た、蒸発管14周囲の冷却が進んで蒸発管14内に液化した
作動流体が溜まっても、この液化した作動流体が、蒸発
管14の最低部となった後部14Dによって形成される液溜
め部に溜まることによって、経路が塞がれることが可能
な限り防止され、気化した作動流体が気体管15に移動す
ることができる。さらに、液体管12の外周が断熱部材16
で被覆されていることで、凝縮器11で凝縮させた作動流
体が液体管12内で蒸発することが防止される。
経過時間と冷却対象温度に関する説明図であり、は蒸
発管3が上り傾斜の従来技術の温度曲線であり、は蒸
発管14が下り傾斜の前記第1の実施形態の温度曲線であ
る。そして、両者を比較すると第1の実施形態のデータ
のほうが、従来技術のデータより冷却対象温度を早
期に低くすることができる。
17に取り付けられ作動流体を凝縮させる凝縮器11と、こ
の凝縮器11で凝縮させた作動流体を排出する液体管12
と、この液体管12から供給された作動流体を気化させて
容器13の熱を奪う蒸発管14と、この蒸発管14で気化した
作動流体を凝縮器11に戻す気体管15よりなるサーモサイ
フォンにおいて、前記蒸発管14の前部14Aが液体管12側
ほど高くなるように構成したことにより、比較的少量の
作動流体であっても、液化した作動流体が蒸発管14の全
域に渡って流下する過程で容器13の熱が吸熱されること
になり、吸熱効率を向上させることができる。
としたので、経路が塞がれることが可能な限り防止さ
れ、気化した作動流体が気体管15に移動するので、蒸発
管14周囲の温度が低下しても、吸熱効率の低下を防止す
ることができる。
で被覆したことにより、作動流体が液体管12内で蒸発す
ることが防止され、確実に蒸発管14内を流下するので、
より一層吸熱効率を高めることができる。
7を参照して説明する。尚、前記第1の実施形態と同一
部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
の第1の側面13A及び第2の側面13Bに配置される蒸発
管14の前部14Aから第1の中間部14Bにかけて次第に低
くなるように蒸発管14は配置される。そして、側面13C
に配置される第2の中間部14Cと第4の側面13Dに配置
される後部14Dが蒸発管14の最低部となっており、さら
に後部14Dに気体管15が接続される。これにより前記蒸
発管14の前部14Aが前記液体管12側ほど高くなるように
構成されるとともに、最終部となった第2の中間部14C
及び後部14Dによって液溜め部が形成される。
体は、液体管12を通って蒸発管14に導かれ、蒸発管14内
を流れて全体に行き渡る。その流れる中で作動流体が容
器13の熱を奪って気化し、気体管15を通って凝縮器11に
戻る。この際、液化した作動流体が蒸発管14の全域に渡
って流下する過程で容器13の熱が吸熱される。
た作動流体が蒸発管14の全域に渡って流下する過程で容
器13の熱が吸熱されることになり、吸熱効率を向上させ
ることができ、また、前記蒸発管14の第2の中間部14
C、後部14Dを液溜め部としたので、経路が塞がれるこ
とが可能な限り防止され、気化した作動流体が気体管15
に移動するので、蒸発管13周囲の温度が低下しても、吸
熱効率の低下を防止することができる。
の第1の側面13Aに配置される蒸発管14の前部14Aか
ら、第2,3の側面13B,13Cに配置される蒸発管14の
中間部14B,14Cを介して、第4の側面13Dに配置され
る蒸発管14の後部14Dにかけて次第に低くなるように蒸
発管14は配置され、さらに後部14Dに気体管15が接続さ
れる。そして、蒸発管14の最低部となる後部14Dを迂回
するようにバイパス管18を設ける。このバイパス管18の
一端18Aは蒸発管14の第1の中間部14Bと第2の中間部
14Cの間に接続され、他端18Bは前記気体管15に接続さ
れている。
内に溜まって経路が塞がれたとしても、蒸発管14内で気
化した作動流体がバイパス管18の一端18Aから他端18B
へ抜けることで、最低部となっている後部14Dを迂回し
て、気体管15を通り、凝縮器11に戻ることができる。
がれたとしても、蒸発管14内で気化した作動流体がバイ
パス管18によって最低部を形成する後部14Dを迂回し、
バイパス管18及び気体管15を通り、凝縮器11に戻るの
で、気化した作動流体の移動が妨げられることなく、吸
熱効率の低下をより一層防止することができるばかりで
なく、封入する作動流体の量の公差が大きく取れるの
で、製品の性能のバラツキを小さく抑えることができ
る。
の第1の側面13Aに配置される蒸発管14の前部14Aか
ら、第2,3の側面13B,13Cに配置される蒸発管14の
中間部14B,14Cを介して、第4の側面13Dに配置され
る蒸発管14の後部14Dにかけて次第に低くなるように、
蒸発管14が配置され、さらに後部14Dに気体管15が接続
される。そして、蒸発管14を迂回するようにバイパス管
19を設ける。このバイパス管19の一端19Aは液体管12と
蒸発管14との接続部に接続され、他端19Bは前記気体管
15の凝縮器11寄りに接続されている。
内に溜まって経路が塞がれたとしても、蒸発管14内で気
化した作動流体が最低部となっている後部14Dを迂回
し、作動流体はバイパス管19の一端19Aから他端19Bへ
抜けるとともに、気体管15を通り、凝縮器11に戻ること
ができる。尚、経路(蒸発管14)が塞がれない状態では
気化した作動流体は蒸発管14の後部14Dを経由し、気体
管15を通って凝縮器11に戻ることができる。
がれたとしても、蒸発管14内で気化した作動流体が蒸発
管14、バイパス管19及び気体管15によって凝縮器11に戻
るので、気化した作動流体の移動が妨げられることな
く、吸熱効率の低下をより一層防止することができるば
かりでなく、封入する作動流体の量の公差が大きく取れ
るので、製品の性能のバラツキを小さく抑えることがで
きる。
第1の側面13Aに配置される蒸発管14の前部14Aから、
第2,3の側面13B,13Cに配置される蒸発管14の中間
部14B,14Cを介して、第4の側面13Dに配置される蒸
発管14の後部14Dにかけて次第に低くなるように、蒸発
管14が配置される。そして、前記後部14Dの後端部14E
を閉じると共に、気体管20の一端20Aを液体管12と蒸発
管14との接続部に接続し、他端20Bを凝縮器11に接続し
ている。
蒸発管14の後部14Dに溜まると共に、蒸発管14内で気化
した作動流体が、蒸発管14の前部14Aから気体管20を通
って凝縮器11に戻る。
作動流体の移動が妨げられることなく、吸熱効率の低下
をより一層防止することができるばかりでなく、封入す
る作動流体の量の公差が大きく取れるので、製品の性能
のバラツキを小さく抑えることができる。
第1の側面13Aに配置される蒸発管14の前部14Aから、
第2,3の側面13B,13Cに配置される蒸発管14の中間
部14B,14Cを介して、第4の側面13Dに配置される蒸
発管14の後部14Dにかけて次第に低くなるように蒸発管
14は配置される。そして、前記後部14Dの後端部14Eを
閉じると共に、前記気体管21の一端21Aを蒸発管14の中
間部14Bと14Cの間に接続し、他端21Bを凝縮器11に接
続している。
蒸発管14の後部14Dに溜まると共に、蒸発管14内で気化
した作動流体が、蒸発管14の中間部14Bと14Cの間に接
続された気体管21を通って凝縮器11に戻る。
作動流体の移動が妨げられることなく、吸熱効率の低下
をより一層防止することができるばかりでなく、封入す
る作動流体の量の公差が大きく取れるので、製品の性能
のバラツキを小さく抑えることができる。
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の
変形実施が可能である。例えば、第3及び第4の実施形
態において、バイパス管を複数設けてもよい。また、第
3、第4の実施形態と第5、第6の実施形態を組み合わ
せ、蒸発管の後端部を閉じ、気体管の一端を蒸発管の途
中に接続すると共に、蒸発管と気体管の間にバイパス管
を接続するようにしてもよい。
ンは、冷凍機に取り付けられ作動流体を凝縮させる凝縮
器と、この凝縮器で凝縮させた作動流体を排出する液体
管と、この液体管から供給された作動流体を気化させて
容器内の熱を奪う蒸発管と、この蒸発管内で気化した作
動流体を凝縮器に戻す気体管よりなるサーモサイフォン
において、前記蒸発管の少なくとも前部が前記液体管側
ほど高くなるように構成されているものであり、凝縮器
で凝縮させた作動流体が液体管を通って蒸発管に至り、
この蒸発管の前部から後部に向かって流下する際に蒸発
管周囲の熱を奪って気化し、気体管から再び凝縮器に戻
るので、比較的少量の作動流体であっても、液化した作
動流体が蒸発管の全域に渡って流下する過程で容器の熱
が吸熱されることになり、吸熱効率を向上させることが
できる。
フォンは、請求項1において、前記蒸発管の後部を液溜
め部としたものであり、蒸発管周囲の冷却が進んで蒸発
管内に液化した作動流体が溜まっても、この液化した作
動流体が液溜め部に溜まることによって、経路が塞がれ
ることが可能な限り防止され、気化した作動流体が気体
管に移動するので、蒸発管周囲の温度が低下しても、吸
熱効率の低下を防止することができる。
フォンは、請求項1または2において、両端が、少なく
とも前記蒸発管の最低部を迂回するように接続されたバ
イパス管を設けたものであり、液化した作動流体が蒸発
管内に溜まって経路が塞がれたとしても、蒸発管内で気
化した作動流体がバイパス管によって最低部を迂回し、
蒸発管及び気体管を通り、凝縮器に戻るので、気化した
作動流体の移動が妨げられることなく、吸熱効率の低下
をより一層防止することができるばかりでなく、封入す
る作動流体の量の公差が大きく取れるので、製品の性能
のバラツキを小さく抑えることができ、これに伴って注
入設備を簡略化することができる。
イフォンは、請求項1または2において、前記蒸発管の
後端部を閉じると共に、前記気体管の一端を蒸発管の前
部から中間部にかけて接続したものであり、液化した余
剰な作動流体が、蒸発管の後部に溜まると共に、蒸発管
内で気化した作動流体が、蒸発管の前部から中間部にか
けて接続された気体管を通って凝縮器に戻るので、気化
した作動流体の移動が妨げられることなく、吸熱効率の
低下をより一層防止することができるばかりでなく、封
入する作動流体の量の公差が大きく取れるので、製品の
性能のバラツキを小さく抑えることができ、これに伴っ
て注入設備を簡略化することができる。
フォンは、請求項1乃至4において、前記液体管の外周
を断熱部材で被覆したものであり、前記凝縮器で凝縮さ
せた作動流体が液体管内で蒸発することが防止され、確
実に蒸発管内を流下するので、より一層吸熱効率を高め
ることができる。
ンの斜視図である。
フォンの冷却能力を示すグラフである。
ンの斜視図である。
ンの斜視図である。
ンの斜視図である。
ンの斜視図である。
ンの斜視図である。
9)
11が冷却されることで、凝縮器11で凝縮された液体冷媒
は、液体管12を通って蒸発管13に導かれ、蒸発管14内を
流れて全体に行き渡る。その流れる中で冷却対象たる容
器13の熱を奪って気化し、気体管16を通って凝縮器11に
戻る。
の第1の側面13A及び第2の側面13Bに配置される蒸発
管14の前部14Aから第1の中間部14Bにかけて次第に低
くなるように蒸発管14は配置される。そして、側面13C
に配置される第2の中間部14Cと第4の側面13Dに配置
される後部14Dが蒸発管14の最低部となっており、さら
に後部14Dに気体管15が接続される。これにより前記蒸
発管14の前部14Aが前記液体管12側ほど高くなるように
構成されるとともに、最低部となった第2の中間部14C
及び後部14Dによって液溜め部が形成される。
Claims (5)
- 【請求項1】 冷凍機に取り付けられ作動流体を凝縮さ
せる凝縮器と、この凝縮器で凝縮させた作動流体を排出
する液体管と、この液体管から供給された作動流体を気
化させて容器内の熱を奪う蒸発管と、この蒸発管内で気
化した作動流体を凝縮器に戻す気体管よりなるサーモサ
イフォンにおいて、前記蒸発管の少なくとも前部が前記
液体管側ほど高くなるように構成されていることを特徴
とするサーモサイフォン。 - 【請求項2】 前記蒸発管の後部を液溜め部としたこと
を特徴とする請求項1記載のサーモサイフォン - 【請求項3】 両端が、少なくとも前記蒸発管の最低部
を迂回するように接続されたバイパス管を設けたことを
特徴とする請求項1または2記載のサーモサイフォン。 - 【請求項4】 前記蒸発管の後端部を閉じると共に、前
記気体管の一端を蒸発管の前部から中間部にかけて接続
したことを特徴とする請求項1または2記載のサーモサ
イフォン。 - 【請求項5】 前記液体管の外周を断熱部材で被覆した
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
サーモサイフォン。
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JP2001343844A JP3637593B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | サーモサイフォン |
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---|---|---|---|
JP2001343844A JP3637593B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | サーモサイフォン |
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