JP2016065654A - 熱輸送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却水回路1は、インバータ11とラジエータ12とを有しており、冷媒回路2は、冷媒の蒸発により冷熱を生成する蒸発部24と、蒸発部24にて蒸発した冷媒から熱を放出する凝縮部22とを有しており、凝縮部22は、冷媒から冷却水へ熱を放出して、冷却水を加熱するように構成されており、冷却水回路1は、凝縮部22において加熱された冷却水の有する熱をラジエータ12から系外へ放出させるように構成されており、冷却水は、溶媒と1種類の溶質60とを有する溶液により構成されており、溶質60は、熱媒体の温度が基準温度以下になった場合に、溶媒の固液界面70に選択的に近接するヘッド61と、ヘッド61に接続されるとともに、溶媒に対して疎となる関係を有するテール62とを備える分子により構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施形態について図1および図2に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱輸送システムを、ハイブリッド自動車に搭載したものである。
次に、本発明の第2実施形態について図3に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、蒸気圧縮式冷凍サイクルに代えて、ケミカルヒートポンプサイクルを用いた点が異なるものである。
次に、本発明の第3実施形態について図4に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第2実施形態と比較して、ケミカルヒートポンプサイクルの構成が異なるものである。
次に、本発明の第4実施形態について図5に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第2実施形態と比較して、ケミカルヒートポンプサイクルに代えて、吸収式ヒートポンプサイクルを用いた点が異なるものである。すなわち、本第4実施形態は、上記第2実施形態の反応部32に代えて、吸収部36を設けたものであり、その他の構成は第2実施形態と同様である。
次に、本発明の第5実施形態について図6に基づいて説明する。本第5実施形態は、上記第3実施形態と比較して、ケミカルヒートポンプサイクルに代えて、吸収式ヒートポンプサイクルを用いた点が異なるものである。すなわち、本第5実施形態は、上記第3実施形態の反応本体部321に代えて、吸収本体部361を設けたものであり、その他の構成は第3実施形態と同様である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
2 冷媒回路(第2回路)
11 インバータ(第1熱源)
12 ラジエータ(第1放熱部)
22 凝縮部(第2放熱部)
24 蒸発部
60 溶質
61 ヘッド(第1部位)
62 テール(第2部位)
70 固液界面
Claims (14)
- 液体状の第1熱媒体が循環する第1回路(1)と、第2熱媒体が循環する第2回路(2、3)とを備え、
前記第1回路(1)は、熱を発生させる第1熱源(11)と、熱を系外へ放出する第1放熱部(12)とを有しており、
前記第2回路(2、3)は、液体状の前記第2熱媒体の蒸発により冷熱を生成する蒸発部(24、31)と、前記蒸発部(24、31)にて蒸発した気体状の前記第2熱媒体から熱を放出する第2放熱部(22、32、36)とを有している熱輸送システムであって、
前記第2放熱部(22、32、36)は、前記第2熱媒体から前記第1熱媒体へ熱を放出して、前記第1熱媒体を加熱するように構成されており、
前記第1回路(1)は、前記第2放熱部(22、32、36)において加熱された前記第1熱媒体の有する熱を前記第1放熱部(12)から系外へ放出させるように構成されており、
前記第1熱媒体は、溶媒と少なくとも1種類の溶質(60)とを有する溶液により構成されており、
前記少なくとも1種類の溶質(60)は、
前記熱媒体の温度が予め定めた基準温度以下になった場合に、前記溶媒の固液界面(70)に選択的に近接する第1部位(61)と、
前記第1部位(61)に接続されるとともに、前記溶媒に対して疎となる関係を有する第2部位(62)とを備える分子により構成されていることを特徴とする熱輸送システム。 - 前記第2放熱部は、前記気体状の熱媒体を凝縮させる際に生じる凝縮熱を前記第1熱媒体に放出する凝縮部(22)であることを特徴とする請求項1に記載の熱輸送システム。
- 前記第2放熱部は、前記気体状の熱媒体を化学反応させる際に生じる反応熱を前記第1熱媒体に放出する反応部(32)であることを特徴とする請求項1に記載の熱輸送システム。
- 前記第2放熱部は、前記気体状の熱媒体を吸収させる際に生じる吸収熱を前記第1熱媒体に放出する吸収部(36)であることを特徴とする請求項1に記載の熱輸送システム。
- 前記第2回路(2)における前記蒸発部(24)の出口側と前記凝縮部(22)の入口側との間には、前記第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機(21)が設けられており、
前記第2回路(2)における前記凝縮部(22)の出口側と前記蒸発部(24)の入口側との間には、前記凝縮部(22)から流出した前記第2熱媒体を減圧させる減圧手段(23)が設けられており、
前記凝縮部(22)は、前記圧縮機(21)から吐出された高圧の前記第2熱媒体と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記高圧の第2冷媒を凝縮させるように構成されており、
前記蒸発部(24)は、前記減圧手段(23)にて減圧された低圧の前記第2熱媒体と第3熱媒体とを熱交換させて前記低圧の第2熱媒体を蒸発させるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の熱輸送システム。 - 前記反応部(32)は、前記第2熱媒体および反応媒体を反応させて化合物を生成する際に生じる反応熱により前記第1熱媒体を加熱するように構成されており、
前記第2回路(3)における前記蒸発部(31)と前記反応部(32)との間には、前記第2回路(3)の開度を調整する第1開度調整手段(33)が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の熱輸送システム。 - 前記反応部(32)は、
系外にて発生する熱である外部熱によって前記化合物を気体状の前記第2熱媒体および前記反応媒体に分離させる反応本体部(321)と、
前記反応本体部(321)において発生した気体状の前記第2熱媒体を凝縮させる凝縮部(322)とを有して構成されており、
前記凝縮部(322)は、前記気体状の第2熱媒体を凝縮させる際に生じる凝縮熱により前記第1熱媒体を加熱するように構成されており、
前記反応本体部(321)は、前記第1回路(1)における前記第1放熱部(12)の入口側に接続されており、
前記凝縮部(322)は、前記第1回路(1)における前記第1放熱部(12)の出口側に接続されており、
前記第2回路(3)における前記反応本体部(321)の出口側と前記凝縮部(322)の入口側との間には、前記第2回路(3)の開度を調整する第2開度調整手段(34)が設けられており、
前記第2回路(3)は、前記凝縮部(322)の出口側と前記蒸発部(31)の入口側とを接続する接続流路(35)を有していることを特徴とする請求項6に記載の熱輸送システム。 - さらに、前記第1熱源(11)が発生させる熱よりも高温の熱を第4熱媒体に放出する第2熱源(41)と前記反応本体部(321)とを接続するとともに、前記第3熱媒体が流通する第3回路(4)を備え、
前記反応本体部(321)は、前記第3回路(4)を流通する前記第4熱媒体との間で熱の授受を行うように構成されており、
前記反応本体部(321)は、前記第4熱媒体の有する熱によって前記化合物を気体状の前記第2熱媒体および前記反応媒体に分離させるように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の熱輸送システム。 - 前記第2熱媒体は、複数の分子間にて水素結合が発現する流体であり、
前記反応媒体は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、ハロゲンまたは酸素とを有する固体であることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1つに記載の熱輸送システム。 - 前記第2熱媒体は、溶媒と少なくとも1種類の溶質(60)とを有する溶液により構成されており、
前記少なくとも1種類の溶質(60)は、
前記熱媒体の温度が予め定めた基準温度以下になった場合に、前記溶媒の固液界面(70)に選択的に近接する第1部位(61)と、
前記第1部位(61)に接続されるとともに、前記溶媒に対して疎となる関係を有する第2部位(62)とを備える分子により構成されていることを特徴とする請求項9に記載の熱輸送システム。 - 前記吸収部(36)は、前記第2熱媒体を吸収媒体に吸収させる際に生じる吸収熱により前記第1熱媒体を加熱するように構成されており、
前記第2回路(3)における前記蒸発部(31)と前記吸収部(36)との間には、前記第2回路(3)の開度を調整する第3開度調整手段(33)が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の熱輸送システム。 - 前記吸収部(36)は、
系外にて発生する熱である外部熱によって、前記第2熱媒体を吸収した吸収媒体を、気体状の前記第2熱媒体および前記吸収媒体に分離させるように構成された吸収本体部(361)と、
前記吸収本体部(361)において発生した気体状の前記第2熱媒体を凝縮させる凝縮部(322)とを有して構成されており、
前記凝縮部(322)は、前記気体状の第2熱媒体を凝縮させる際に生じる凝縮熱により前記第1熱媒体を加熱するように構成されており、
前記吸収本体部(361)は、前記第1回路(1)における前記第1放熱部(12)の入口側に接続されており、
前記凝縮部(322)は、前記第1回路(1)における前記第1放熱部(12)の出口側に接続されており、
前記第2回路(3)における前記吸収本体部(361)の出口側と前記凝縮部(322)の入口側との間には、前記第2回路(3)の開度を調整する第4開度調整手段(34)が設けられており、
前記第2回路(3)は、前記凝縮部(322)の出口側と前記蒸発部(31)の入口側とを接続する接続流路(35)を有していることを特徴とする請求項11に記載の熱輸送システム。 - さらに、前記第1熱源(11)が発生させる熱よりも高温の熱を第4熱媒体に放出する第2熱源(41)と前記吸収本体部(361)とを接続するとともに、前記第4熱媒体が流通する第3回路(4)とを備え、
前記吸収本体部(361)は、前記第3回路(4)を流通する前記第4熱媒体との間で熱の授受を行うように構成されており、
前記吸収本体部(361)は、前記第2熱媒体を吸収した吸収媒体を、前記第4熱媒体の有する熱によって、気体状の前記第2熱媒体および前記反応媒体に分離させるように構成されていることを特徴とする請求項12に記載の熱輸送システム。 - 前記第4熱媒体は、溶媒と少なくとも1種類の溶質(60)とを有する溶液により構成されており、
前記少なくとも1種類の溶質(60)は、
前記熱媒体の温度が予め定めた基準温度以下になった場合に、前記溶媒の固液界面(70)に選択的に近接する第1部位(61)と、
前記第1部位(61)に接続されるとともに、前記溶媒に対して疎となる関係を有する第2部位(62)とを備える分子により構成されていることを特徴とする請求項8または13に記載の熱輸送システム。
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