JP2663316B2 - Structure of evaporation part of loop type heat pipe - Google Patents

Structure of evaporation part of loop type heat pipe

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JP2663316B2
JP2663316B2 JP3320079A JP32007991A JP2663316B2 JP 2663316 B2 JP2663316 B2 JP 2663316B2 JP 3320079 A JP3320079 A JP 3320079A JP 32007991 A JP32007991 A JP 32007991A JP 2663316 B2 JP2663316 B2 JP 2663316B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は蓄熱型給湯器などに使
用されるループ型ヒートパイプに関し、特にその蒸発部
の構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a loop type heat pipe used for a heat storage type water heater and the like, and more particularly to a structure of an evaporating section thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】ープ型ヒートパイプを備えた装置とし
て、本出願人等は蓄熱型給湯器を既に開発し、提案し
た。その基本的な構造を模式的に示すと図8のとおりで
あって、ループ型ヒートパイプ1の蒸発部2とされる部
分に蓄熱体3を設けるとともに、凝縮部4とされる部分
に、水Wを加熱する熱交換器5を設けたものである。す
なわち蒸発部2は、上部ヘッダー管6と下部ヘッダー管
7との間に多数本の蒸発管8を配置し、その外部に蓄熱
体3を設けるとともに、その蓄熱体3を加熱するヒータ
9を設けたものである。また熱交換器5は、例えば蛇行
管10の外周に水を流して熱交換する構造のものであ
り、その蛇行管10の流入口と前記上部ヘッダー管6と
が蒸気管11によって接続され、また流出口が下部ヘッ
ダー管7に液戻り管12によって接続されている。
2. Description of the Related Art As a device having a loop-type heat pipe, the applicants have already developed heat storage water heaters, was proposed. FIG. 8 schematically shows the basic structure of the loop type heat pipe 1. A heat storage unit 3 is provided in a portion of the loop heat pipe 1 which is assumed to be an evaporator 2, and a water storage is provided in a portion which is assumed to be a condenser 4. A heat exchanger 5 for heating W is provided. That is, in the evaporating section 2, a number of evaporating tubes 8 are arranged between the upper header tube 6 and the lower header tube 7, and the heat storage 3 is provided outside thereof, and the heater 9 for heating the heat storage 3 is provided. It is a thing. The heat exchanger 5 has, for example, a structure in which water flows around the meandering pipe 10 to exchange heat, and the inlet of the meandering pipe 10 and the upper header pipe 6 are connected by a steam pipe 11. The outlet is connected to the lower header pipe 7 by a liquid return pipe 12.

【0003】そして上述した蒸発部2、蒸気管11、熱
交換器5、ならびに液戻り管12によって形成された密
閉管路の内部に、空気などの非凝縮性流体を排気した状
態でフロンなどの凝縮性流体が作動流体として封入さ
れ、ここにループ型ヒートパイプが形成されている。
[0003] A non-condensable fluid such as air is exhausted into a closed pipe formed by the evaporating section 2, the steam pipe 11, the heat exchanger 5, and the liquid return pipe 12 while exhausting a non-condensable fluid such as air. A condensable fluid is sealed as a working fluid, where a loop heat pipe is formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図14に示す構成の給
湯器では、蒸発部2における蒸発管8に、液戻り管12
側から液相の作動流体を供給することにより動作させ、
またその作動流体の供給を止めることにより動作を停止
させる。しかしながら蓄熱体として顕熱蓄熱体を使用し
ているために以下に述べるように問題があった。
In the water heater having the structure shown in FIG. 14, a liquid return pipe 12 is provided in the evaporator pipe 8 in the evaporator 2.
Operate by supplying working fluid in liquid phase from the side,
The operation is stopped by stopping the supply of the working fluid. However, the use of a sensible heat storage medium as the heat storage body has the following problems.

【0005】すなわち蒸発管8に作動液を流入させた場
合、蒸発管8の内壁面が蓄熱体3と同程度に高温になっ
ているから、蒸発管8の内壁面に接触した作動液は直ち
に沸騰して蒸発する。そのため蒸発管8の内部での液面
高さが高くならず、蒸発管8の内面全体を作動流体の蒸
発面として有効に利用できないばかりか、蓄熱体3の下
側部分のみから熱が取り出され、蓄熱体3の全体を有効
に活用できない問題があった。
That is, when the working fluid flows into the evaporating tube 8, the working fluid that has contacted the inner wall surface of the evaporating tube 8 immediately Boils and evaporates. Therefore, the liquid level inside the evaporating tube 8 does not increase, so that the entire inner surface of the evaporating tube 8 cannot be effectively used as the evaporating surface of the working fluid, and heat is extracted only from the lower part of the heat storage body 3. However, there is a problem that the entire heat storage body 3 cannot be used effectively.

【0006】また作動液の沸騰によってその一部が液体
のまま吹き上げられることがあるが、その多くは蒸発管
8の内部をそのまま落下するので、蒸発管8の高い位置
へ作動液を供給することが困難であった。
In some cases, the working fluid is boiled up in a liquid state due to the boiling of the working fluid. However, most of the fluid falls directly inside the evaporating pipe 8, so that the working fluid must be supplied to a high position of the evaporating pipe 8. Was difficult.

【0007】他方、ヒートパイプ1の動作の停止は、前
記液戻り管12から蒸発管8への作動液の流入を止める
ことによって行うが、そのために液戻り管12に開閉弁
を設けてこれを閉止することにより、ヒートパイプ1の
動作を停止するとしても、各蒸発管8の内部に作動液が
残り、これが完全に蒸発してしまうまでは、ヒートパイ
プ1が動作し続けるが、従来の給湯器では、停止時に蒸
発管8に残存する作動液の量が多いために、蓄熱体3か
ら不必要に熱を取り出してしまう不都合があった。
On the other hand, the operation of the heat pipe 1 is stopped by stopping the flow of the working fluid from the liquid return pipe 12 to the evaporating pipe 8. Even if the operation of the heat pipe 1 is stopped by closing, the heat pipe 1 continues to operate until the working fluid remains in each of the evaporating pipes 8 and completely evaporates. Since the amount of the working fluid remaining in the evaporator tube 8 at the time of shutdown is large, there is a disadvantage that heat is unnecessarily extracted from the heat storage body 3.

【0008】また残存液の蒸発に伴ってヒートパイプ1
の内部が高圧になってしまうので、このような事態を防
ぐために、残存作動流体の蒸気を凝縮させる特別な手段
を必要とする不都合があった。
[0008] The heat pipe 1
Since the pressure inside the inside becomes high, there is a disadvantage that special means for condensing the vapor of the remaining working fluid is required to prevent such a situation.

【0009】ループ型ヒートパイプは熱サイフォン型ヒ
ートパイプを発展させたもので、上記のように作動液の
沸騰による蒸発を行わせることができるので、熱流束を
大きくすることができるが、特に始動時においては、作
動液を蒸発部の必要十分な高さにまで供給することが困
難であって、始動時の熱輸送量が少なく、始動特性を改
善する必要があった。
The loop heat pipe is a development of the thermosiphon heat pipe. Since the working fluid can be evaporated by boiling as described above, the heat flux can be increased. In some cases, it is difficult to supply the working fluid to a necessary and sufficient height of the evaporator, so that the amount of heat transport at the time of starting is small, and it is necessary to improve the starting characteristics.

【0010】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであって、蒸発管での作動流体の蒸発を促進させ
ることができるループ型ヒートパイプの蒸発部の構造を
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a structure of an evaporating section of a loop type heat pipe which can promote the evaporation of a working fluid in an evaporating pipe. Things.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、外部からの入熱によって作動流体の
蒸発する蒸発部と、放熱することによって作動流体蒸気
を凝縮させる凝縮部とを、全体として循環路を形成する
よう連結したループ型ヒートパイプにおいて、前記蒸発
部が蓄熱体中に上下方向に向けて配置されるとともに、
その蒸発部の下部に作動流体流入口が設けられ、さらに
前記蒸発部の底壁面から上方に向けて該蒸発部の側壁面
と非接触な状態に延びた介在物が、蒸発部の底壁面に一
体化して設けられるとともに、この介在物と蒸発部の側
壁面との間に作動流体流路が形成されていることを特徴
とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an evaporator for evaporating a working fluid by heat input from the outside, and a condensing part for condensing working fluid vapor by radiating heat. In a loop heat pipe connected so as to form a circulation path as a whole, while the evaporating section is disposed in the heat storage body in the vertical direction,
A working fluid inlet is provided below the evaporator , and
Side wall surface of the evaporator from above the bottom wall surface of the evaporator
Inclusions that have extended out of contact with the
This inclusion and the evaporator side
It is characterized in that a working fluid channel is formed between the wall and the wall .

【0012】[0012]

【作用】この発明においては、蒸発部の下部から流入し
た作動流体が蒸発部において加熱されて蒸発し、その蒸
気が凝縮部に流れた後に放熱して凝縮することにより作
動流体の蒸発潜熱として熱を輸送する。蒸発部に流入し
た作動液は、蒸発部の内面から熱を受けて沸騰して気泡
を発生するが、作動流体流路は蒸発部の内面に沿った狭
い流路であるから、気泡によって作動液が上方まで運ば
れる。また作動流体流路自体の幅が狭いことから、液面
高さが高くなるうえに、蒸発部の側壁面が介在物によっ
て覆われていないために、作動液が接触する面積が広く
なり、作動液の蒸発が促進される。したがって、蒸発部
の側壁面のほぼ全域が実効蒸発部面積となり、その結
果、熱輸送量が多くなる。また作動液の供給を止めた際
に蒸発部の内部に残留する作動液の量は、作動流体流路
が狭いことにより少量になり、したがって蓄熱体から取
り出される熱量が少なくでき、作動液の供給を停止した
後に生じる作動流体の蒸発量すなわち熱輸送量が少なく
なる。
According to the present invention, the working fluid flowing from the lower portion of the evaporator is heated and evaporated in the evaporator, and the vapor flows to the condenser, and then radiates and condenses, thereby generating heat as the latent heat of evaporation of the working fluid. To transport. The working fluid that has flowed into the evaporator receives heat from the inner surface of the evaporator and boils to generate air bubbles.However, since the working fluid flow path is a narrow flow path along the inner surface of the evaporator, the hydraulic fluid is generated by the air bubbles. Carried up
It is. Width or hydraulic fluid channel itself from narrow Ikoto, liquid level
In terms of height is increased, the side wall surface of the evaporation portion by the inclusions
Large area of contact with hydraulic fluid
Thus, the evaporation of the working fluid is promoted. Therefore, the evaporator
Almost all of the side wall surface of the
As a result, the amount of heat transport increases. In addition, when the supply of the working fluid is stopped, the amount of the working fluid remaining inside the evaporating section becomes small due to the narrow working fluid flow path, so that the amount of heat extracted from the heat storage body can be reduced, and the supply of the working fluid can be reduced. The amount of evaporation of the working fluid, that is, the amount of heat transport generated after stopping the operation is reduced.

【0013】[0013]

【実施例】つぎにこの発明を蓄熱型給湯器のループ型ヒ
ートパイプに適用した例を図面に基づいて説明する。
Next, an example in which the present invention is applied to a loop heat pipe of a regenerative water heater will be described with reference to the drawings.

【0014】図1はその給湯器を原理的に示す概略図で
あって、熱源である蓄熱体20から温水用熱交換器21
にループ型のヒートパイプ22によって熱を輸送するよ
うになっている。すなわち蓄熱体20は金属ブロックや
蓄熱レンガなどの顕熱として蓄熱を行うものであり、そ
の内部には蒸発管23が上下方向に向けて形成されてお
り、さらにその蒸発管23の内部には、図2に示すよう
に、中実軸状の介在物24が蒸発管23の中心軸線にほ
ぼ沿って配置されている。すなわち、軸状介在物24
は、蒸発管23の側壁面と非接触状態に設けられてい
る。より詳細には、この介在物24は、図示するよう
に、例えば金属棒などの高温下での安定性に富み、かつ
蒸発管23より小径のものであって、蒸発管23の底面
部から上方に向けて延びた状態で、底面部の中央箇所に
適宜手段により固定されている。したがって、この軸状
介在物24の外周側には、流路断面積の小さい環状空間
が形成されており、この環状の空間が作動流体流路に相
当する。また前記蓄熱体20には、電熱ヒータなどの加
熱器25が設けられている。
FIG. 1 is a schematic view showing the principle of the water heater, in which a hot water storage device 20 serving as a heat source is connected to a hot water heat exchanger 21.
The heat is transported by a loop-type heat pipe 22. That is, the heat storage body 20 stores heat as sensible heat of a metal block, a heat storage brick, or the like, and an evaporating tube 23 is formed in the inside thereof in a vertical direction. As shown in FIG. 2, a solid shaft-shaped inclusion 24 is arranged substantially along the central axis of the evaporator tube 23 . That is, the axial inclusion 24
Is provided in a non-contact state with the side wall surface of the evaporation tube 23.
You. More specifically, this inclusion 24
High stability at high temperature such as a metal rod, and
The diameter of the evaporator tube 23 is smaller than that of the evaporator tube 23.
In the center of the bottom part while extending upward from the part
It is fixed by appropriate means. Therefore, this axial
An annular space with a small flow path cross-sectional area is provided on the outer peripheral side of the inclusion 24.
This annular space is compatible with the working fluid flow path.
Hit. Also the heat storage body 20, a heater 25 such as electric heater is provided.

【0015】他方、温水用熱交換器21は、例えば放熱
管26の外側に水Wを流すことにより、放熱管26と水
Wとの間で熱交換させ、温水を得るようになっている。
On the other hand, the heat exchanger 21 for hot water is configured such that, for example, by flowing water W outside the heat radiating pipe 26, heat is exchanged between the heat radiating pipe 26 and the water W to obtain hot water.

【0016】そして前記蒸発管23の上端側流出部と放
熱管26の流入口とが蒸気管27によって接続され、ま
たその放熱管26の流出口と蒸発管23の下端側流入部
とが液戻り管28によって接続されている。この液戻り
管28には、液溜め部29が介装されるとともに、その
液溜め部29と蒸発管23との間に制御弁30が介装さ
れている。
The outlet of the evaporator tube 23 at the upper end and the inlet of the radiator tube 26 are connected by a steam tube 27, and the outlet of the radiator tube 26 and the inlet of the lower end of the evaporator tube 23 return to liquid. They are connected by a tube 28. A liquid reservoir 29 is interposed in the liquid return pipe 28, and a control valve 30 is interposed between the liquid reservoir 29 and the evaporating pipe 23.

【0017】したがって蒸発管23と放熱管26とは、
蒸気管27および液戻り管28によって全体として循環
路を形成するよう接続されており、その循環路の内部
に、非凝縮性ガスを排気した状態でフロンなどの凝縮性
の流体が作動流体31として封入され、ループ型ヒート
パイプとなっている。
Therefore, the evaporating tube 23 and the radiating tube 26 are
The steam pipe 27 and the liquid return pipe 28 are connected so as to form a circulation path as a whole. Inside the circulation path, a condensable fluid such as chlorofluorocarbon is discharged as a working fluid 31 in a state where non-condensable gas is exhausted. Enclosed to form a loop heat pipe.

【0018】つぎに上述した給湯器の作用について説明
する。先ず蓄熱は加熱器25を動作させることにより行
い、その場合、制御弁30を閉じて作動流体31の蒸発
管23への流入を阻止しておく。蓄熱体20は前述した
ように顕熱蓄熱材からなるものであるから、可及的に高
温に加熱することにより多量の熱を蓄える。
Next, the operation of the above-described water heater will be described. First, heat storage is performed by operating the heater 25. In this case, the control valve 30 is closed to prevent the working fluid 31 from flowing into the evaporating pipe 23. Since the heat storage body 20 is made of a sensible heat storage material as described above, a large amount of heat is stored by heating to as high a temperature as possible.

【0019】給湯を行う場合には、先ず制御弁30を開
いて、液溜め部29から蒸発管23内に所定量づつ作動
流体31を流入させる。蒸発管23の内部は蓄熱体20
と同程度に高温になっているから、液相の作動流体31
は蒸発管23の内部に流入すると直ちに激しく沸騰する
が、蒸発管23の内部には狭い環状断面の空間が形成さ
れているから、作動流体31の沸騰に伴ってその液滴が
高い位置間で吹き上げられ、しかもその液滴は蒸発管2
の側壁面に付着する。その場合、軸状介在物24によ
って蒸発管23の側壁面が覆われていないため、作動流
体31の蒸発は、広い側壁面のほぼ全域で生じ、また蓄
熱体20からの熱の取出しは、上下の各位置で偏りが特
に大きくならずに行われる。
When supplying hot water, the control valve 30 is first opened, and the working fluid 31 flows into the evaporating pipe 23 from the liquid reservoir 29 by a predetermined amount. The inside of the evaporator tube 23 is
The working fluid 31 in the liquid phase
Boils immediately after flowing into the inside of the evaporating tube 23, but a space with a narrow annular cross section is formed inside the evaporating tube 23.
Because they are, the droplets blown up between a high position with the boiling of the working fluid 31, yet the droplets evaporation pipe 2
3 adheres to the side wall surface. In that case, the axial inclusions 24
As the side wall surface of the evaporation tube 23 is not covered
Evaporation of the body 31 occurs in almost the entire area of the wide side wall surface, and heat is taken out of the heat storage body 20 at each of the upper and lower positions without particularly large deviation.

【0020】蒸発管23の内部で発生した作動流体31
の蒸気は、蒸気管27を経て温水用熱交換器21におけ
る放熱管26に流れる。したがってその外周側に水Wを
流しておけば、放熱管26の内部を流れる作動流体蒸気
が放熱して水Wを所定温度の温水に加熱し、また作動流
体31は凝縮する。そして液化した作動流体31は、液
戻り管28を経て液溜め部29に還流する。
The working fluid 31 generated inside the evaporation tube 23
Flows through the steam pipe 27 to the radiator pipe 26 in the heat exchanger 21 for hot water. Therefore, if the water W is allowed to flow on the outer peripheral side, the working fluid vapor flowing inside the radiator tube 26 radiates heat to heat the water W to hot water of a predetermined temperature, and the working fluid 31 is condensed. Then, the liquefied working fluid 31 returns to the liquid reservoir 29 via the liquid return pipe 28.

【0021】また給湯の停止は、温水用熱交換器21へ
の水Wの供給の停止と併せて前記制御弁30を閉止する
ことにより行う。その場合、制御弁30の閉止時に蒸発
管23の内部に残存する作動流体31の量は、蒸発管2
3の中心部が前記軸状充填物24で占められているため
に僅少になり、したがって制御弁30の閉止後に生じる
作動流体31の蒸発量、すなわち蓄熱体20から取出さ
れる熱量が少なくなる。それに伴い、このようにして生
じた作動流体蒸気から熱を奪って凝縮させる蓄熱機能を
温水用熱交換器21に付与するとしても、その容量は小
さくてよく、したがって給湯器を全体として小型化する
ことができる。
The supply of hot water is stopped by closing the control valve 30 together with the supply of water W to the heat exchanger 21 for hot water. In this case, when the control valve 30 is closed, the amount of the working fluid 31 remaining inside the evaporator
3 is small because the central portion is occupied by the axial filling 24, and thus the amount of evaporation of the working fluid 31 generated after the control valve 30 is closed, that is, the amount of heat extracted from the heat storage body 20 is reduced. Accordingly, even if a heat storage function for removing heat from the generated working fluid vapor and condensing it is given to the heat exchanger 21 for hot water, its capacity may be small, and therefore the water heater is downsized as a whole. be able to.

【0022】ここで前述した充填物24を使用すること
による効果を確認するために行った実験結果を図3に示
す。その実験は、外径が19mmの蒸発管を蓄熱体の内部
に設けるとともに、その内面に金属メッシュからなるウ
イックを設け、さらにその蒸発管の中心軸線に沿って外
径が8mmの軸状の充填物を配置し、蓄熱体を500度程
度に加熱するとともに、蒸発管に作動液を流入させて熱
輸送を開始し、その際の蓄熱体の温度変化を上部と下部
とで測定したものである。また比較例として軸状充填物
を用いない場合についても同様に測定した。図3の実線
がこの発明例の結果を示し、破線が比較例の結果を示し
ており、これらから明らかなように、軸状充填物を使用
すれば、蓄熱体の上部での温度降下が速くなり、またそ
れに伴い下部での温度降下が若干緩和され、このことか
ら、蓄熱体の全体から熱が取出されていることが認めら
れた。したがって軸状充填物を使用した場合には、蓄熱
体の広い範囲から効率よく熱を取出し、またその量が多
くなるので、始動特性が向上する。
FIG. 3 shows the results of an experiment conducted to confirm the effect of using the above-described filler 24. In the experiment, an evaporator tube with an outer diameter of 19 mm was provided inside the heat storage body, a wick made of a metal mesh was provided on the inner surface, and an axial filling with an outer diameter of 8 mm was provided along the center axis of the evaporator tube. An object is placed, the heat storage body is heated to about 500 degrees, and the working fluid is caused to flow into the evaporator tube to start heat transport, and the temperature change of the heat storage body at that time is measured in the upper part and the lower part. . As a comparative example, the same measurement was performed for the case where no axial filler was used. The solid line in FIG. 3 shows the result of the present invention, and the broken line shows the result of the comparative example. As is clear from these, the temperature drop at the upper part of the heat storage body is faster if the axial filler is used. Accordingly, the temperature drop in the lower part was slightly alleviated, and it was recognized that heat was extracted from the entire heat storage body. Therefore, when the axial filling is used, heat is efficiently extracted from a wide range of the heat storage body and the amount thereof is increased, so that the starting characteristics are improved.

【0023】ところで上記の実施例から知られるように
この発明は、蒸発管23の内部に充填物を配置すること
により中心側の所謂デッドスペースすなわち蒸発に寄与
しない部分を埋めることにより始動時の作動流体の蒸発
を促進するものであり、したがって使用する充填物は上
記の実施例で示したものに限られず、また蒸発管23の
形状構造も上記の実施例で示したものに限定されない。
以下にこの発明で使用することのできる充填物や蒸発管
の例を示す。
By the way, as is known from the above-mentioned embodiment, the present invention operates at the time of starting by arranging a filler inside the evaporating tube 23 to fill a so-called dead space on the center side, that is, a portion which does not contribute to evaporation. It promotes the evaporation of the fluid, and therefore, the packing used is not limited to the one shown in the above embodiment, and the shape and structure of the evaporating tube 23 are not limited to those shown in the above embodiment.
Hereinafter, examples of the packing and the evaporating tube which can be used in the present invention will be described.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】図4に示す例は、軸状介在物44として中
空軸を使用し、かつその中空軸を蒸発管23の底面側に
開口させ、さらにその内部に蓄熱体20を入り込ませた
ものである。このような構成であれば、その軸状介在物
44の外表面も作動流体の蒸発面となるので、作動流体
の蒸発を更に促進することができる。
FIG . 4 shows an example in which a hollow shaft is used as the shaft-like inclusion 44, the hollow shaft is opened on the bottom side of the evaporating tube 23, and the heat storage body 20 is further inserted therein. is there. With such a configuration, the outer surface of the shaft-like inclusion 44 also serves as an evaporating surface of the working fluid, so that the evaporation of the working fluid can be further promoted.

【0030】図5は上側の外径が次第に小さくなるテー
パ軸54を介在物とした例である。このような構成であ
れば、作動流体蒸気の量が多くなる上部での流路幅が広
くなるから、作動流体の蒸発を促進し、かつ流動抵抗を
少なくすることができる。
FIG . 5 shows an example in which the tapered shaft 54 whose upper outer diameter is gradually reduced is used as an inclusion. With such a configuration, the flow path width at the upper portion where the amount of the working fluid vapor increases increases, so that the evaporation of the working fluid can be promoted and the flow resistance can be reduced.

【0031】図6は図5に示す例と同様な作用・効果を
得るよう構成したものであり、蒸発管23および介在物
64を上側で径の大きくなるテーパ状のものとした例で
ある。これらのテーパ角が等しければ、流路幅は広くな
らないが、流路の径が上側で大きくなるから、流路の断
面積が広くなり、その結果、作動流体の蒸発を促進し、
かつ流動抵抗を少なくすることができる。
FIG . 6 shows an example in which the same operation and effect as those of the example shown in FIG. 5 are obtained. In this example, the evaporating tube 23 and the inclusions 64 are tapered so that the diameter increases on the upper side. If these taper angles are equal, the width of the flow path does not increase, but since the diameter of the flow path increases on the upper side, the cross-sectional area of the flow path increases, thereby promoting the evaporation of the working fluid,
In addition, the flow resistance can be reduced.

【0032】図7は撚線74を介在物とした例である。
このようにすれば、作動流体が平均的に拡散され、熱効
率が良くなる。
FIG . 7 shows an example in which the stranded wire 74 is used as an interposition.
In this way, the working fluid is diffused on average, and the thermal efficiency is improved.

【0033】ところで図3に示す結果を得るために行っ
た実験で使用したように、蒸発管の内面にウイックを設
けてもよいのであり、そのウイックとしては、前述した
金属メッシュ以外に、蒸発管の内面に形成した細溝であ
ってもよい。なお、その細溝は軸線方向に沿うものであ
ってもよく、あるいはスパイラル状のものであってもよ
い。
By the way, as used in the experiment conducted to obtain the results shown in FIG. 3, a wick may be provided on the inner surface of the evaporator tube. May be a narrow groove formed on the inner surface of the substrate. Note that the narrow groove may be along the axial direction, or may be spiral.

【0034】また軸線方向に沿うヒダを形成したパイプ
を蒸発管として用い、そのヒダの部分をウイックとして
作用する細溝としてもよい。
Alternatively, a pipe having folds formed along the axial direction may be used as the evaporating tube, and the folds may be formed as narrow grooves acting as wicks.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、蒸発部内に形成された空間が流路断面積の狭
い縦長で環状のものとなるために、作動流体の沸騰に伴
って吹き上げられる作動流体の到達位置が高くなり、そ
の結果、蒸発部の側壁面の全域に亘って作動流体が分散
されて供給されることになるため、実質的な蒸発面積が
広くなり、作動流体の蒸発を効率良く行うことができ
る。
According to apparent this invention from the above description, a narrow space formed in the evaporation section of the flow path cross-sectional area
Are in the order becomes circular in portrait, the arrival position of the working fluid to be blown up with the boiling of the working fluid is increased, as a result, the supply is working fluid distributed over the entire side wall surface of the evaporation portion Therefore, the substantial evaporation area is increased, and the working fluid can be efficiently evaporated.

【0036】また蒸発管への作動流体の供給を止めた際
に蒸発管の内部に残存する作動流体の量を少なくできる
ので、作動流体の供給停止後の不必要な熱の取出しを少
なくし、さらにはそのようにして取出された熱を一時的
に蓄える手段を小型化することができる。
Further, since the amount of the working fluid remaining inside the evaporating tube when the supply of the working fluid to the evaporating tube is stopped can be reduced, unnecessary heat extraction after stopping the supply of the working fluid can be reduced. Further, the means for temporarily storing the heat thus extracted can be reduced in size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による蒸発部を含む給湯器の一例を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a water heater including an evaporator according to the present invention.

【図2】図1に示す蒸発部における蒸発管の拡大断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an evaporator tube in the evaporator shown in FIG.

【図3】実験結果を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing experimental results.

【図4】中空軸を軸状介在物とした例を示す縦断面図で
ある。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example in which a hollow shaft is formed as a shaft-shaped inclusion.

【図5】テーパ軸状介在物を用いた例を示す縦断面図で
ある。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an example using a tapered shaft-shaped inclusion.

【図6】介在物および蒸発管をテーパ状とした例を示す
縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example in which inclusions and evaporating tubes are tapered.

【図7】撚線を介在物とした例を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example in which a stranded wire is used as an inclusion.

【図8】従来のループ型ヒートパイプを用いた給湯器の
一般的な構造を示す系統図である。
FIG. 8 is a system diagram showing a general structure of a water heater using a conventional loop-type heat pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…蓄熱体、 22…ヒートパイプ、 23…蒸発
管、 24,44…軸状介在物、 31…作動流体、
34…球体、 54…テーパ軸、 64…介在物、 7
4…撚線。
Reference numeral 20: heat storage element, 22: heat pipe, 23: evaporating pipe, 24, 44: axial inclusion, 31: working fluid,
34: spherical body, 54: tapered shaft, 64: inclusion, 7
4: Twisted wire.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 吉秀 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 岡田 純 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場一丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場一丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−160274(JP,A) 特開 昭61−223493(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshihide Sugita 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Jun Okada 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo TEPCO (72) Inventor Shotaro Yoshida 1-5-1 Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. (72) Inventor Masataka Mochizuki 1-5-1 Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. ( 72) Inventor Koichi Mashiko 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. (56) References JP-A-3-160274 (JP, A) JP-A-61-223493 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部からの入熱によって作動流体の蒸発
する蒸発部と、放熱することによって作動流体蒸気を凝
縮させる凝縮部とを、全体として循環路を形成するよう
連結したループ型ヒートパイプにおいて、 前記蒸発部が蓄熱体中に上下方向に向けて形成されると
ともに、その蒸発部の下部に作動流体流入口が設けら
、さらに前記蒸発部の底壁面から上方に向けて該蒸発
部の側壁面と非接触な状態に延びた介在物が、蒸発部の
底壁面に一体化して設けられるとともに、この介在物と
蒸発部の側壁面との間に作動流体流路が形成されている
ことを特徴とするループ型ヒートパイプの蒸発部の構
造。
1. A loop heat pipe in which an evaporator for evaporating a working fluid by heat input from the outside and a condenser for condensing a working fluid vapor by radiating heat are connected so as to form a circulation path as a whole. The evaporating section is formed in the heat storage body in the vertical direction, a working fluid inlet is provided below the evaporating section, and the evaporating section extends upward from the bottom wall surface of the evaporating section.
Inclusions extending out of contact with the side wall surface of the
In addition to being provided integrally on the bottom wall,
A structure of an evaporator of a loop heat pipe , wherein a working fluid flow path is formed between the evaporator and a side wall surface of the evaporator.
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