JP2811600B2 - ヒートパイプ式熱交換器 - Google Patents
ヒートパイプ式熱交換器Info
- Publication number
- JP2811600B2 JP2811600B2 JP12289590A JP12289590A JP2811600B2 JP 2811600 B2 JP2811600 B2 JP 2811600B2 JP 12289590 A JP12289590 A JP 12289590A JP 12289590 A JP12289590 A JP 12289590A JP 2811600 B2 JP2811600 B2 JP 2811600B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- partition
- heat pipe
- heat
- partition wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本発明はヒートパイプ式熱交換器に関し、更に詳述す
れば、隔壁により仕切られた給気及び排気ダクト内を夫
々流れる流体間で混合によるクロス汚染の発生が防止さ
れるヒートパイプ式熱交換器に関する。
れば、隔壁により仕切られた給気及び排気ダクト内を夫
々流れる流体間で混合によるクロス汚染の発生が防止さ
れるヒートパイプ式熱交換器に関する。
【従来の技術】 従来より、熱交換する流体が固体壁で隔てられている
隔壁式の熱交換器として、ヒートパイプを伝熱素子とし
て使用したヒートパイプ式熱交換器は周知である。 第４図は、このヒートパイプ式熱交換器を示したもの
で、この熱交換器は、複数本のヒートパイプ２が容器１
内部に千鳥又は碁盤目状に配列されて管群を形成し、且
つ容器の中間が隔壁30により仕切られ、片側に高温流
体、反対側に低温流体を一般に対向流になるように流し
て、両流体間で熱交換を行わせるようにしたものであ
る。 このような構成の熱交換器は、構造が簡単で、しかも
単位体積当たりの伝熱面積が比較的大きくとれて小型、
軽量化できると言う優れた特徴を有する。しかし反面、
本来は気密構造に設けられるべきヒートパイプと隔壁と
の間に隙間が生じ易く、この隙間を通って両流体が混合
し、所謂クロス汚染を生じた。 クロス汚染の防止は、例えば生物医学実験施設、動物
実験施設等におけるバイオハザード対策の一手段として
重要である。 従来技術で、このクロス汚染の発生を防止しようとす
ると、隔壁を貫通するヒートパイプの全周を溶接する
か、隔壁を中空の二重壁構造とし、この中空内部にシー
ル材を充填して、気密度の向上を図っている。
隔壁式の熱交換器として、ヒートパイプを伝熱素子とし
て使用したヒートパイプ式熱交換器は周知である。 第４図は、このヒートパイプ式熱交換器を示したもの
で、この熱交換器は、複数本のヒートパイプ２が容器１
内部に千鳥又は碁盤目状に配列されて管群を形成し、且
つ容器の中間が隔壁30により仕切られ、片側に高温流
体、反対側に低温流体を一般に対向流になるように流し
て、両流体間で熱交換を行わせるようにしたものであ
る。 このような構成の熱交換器は、構造が簡単で、しかも
単位体積当たりの伝熱面積が比較的大きくとれて小型、
軽量化できると言う優れた特徴を有する。しかし反面、
本来は気密構造に設けられるべきヒートパイプと隔壁と
の間に隙間が生じ易く、この隙間を通って両流体が混合
し、所謂クロス汚染を生じた。 クロス汚染の防止は、例えば生物医学実験施設、動物
実験施設等におけるバイオハザード対策の一手段として
重要である。 従来技術で、このクロス汚染の発生を防止しようとす
ると、隔壁を貫通するヒートパイプの全周を溶接する
か、隔壁を中空の二重壁構造とし、この中空内部にシー
ル材を充填して、気密度の向上を図っている。
しかしながら、溶接による方法は、例えば小型の熱交
換器でも数本から十数本のヒートパイプを有しているた
め、これらを全て溶接することが、熱交換器製作のため
の生産性を極めて悪くしていた。又、溶接不良等による
ピンホールに対し、その発見及び修理は困難であった。 一方、シール材を充填する方法は、適用されるシール
材が流動性の高いものであると硬化時の体積減少が大き
く、第５図に示すように、隔壁31内部に充填したシール
材９に亀裂や剥離を発生して、例えば給気7a側が低圧で
排気7b側が高圧の場合、汚染された排気側から給気側に
向かう空気の流れを生じ、クロス汚染を起こした。又、
硬化時に体積減少の小さいシール材では流動性が悪いた
め、隔壁の隅々までシール材が充填されないと言う欠点
を伴った。 本発明は、上述した実情に鑑みなされたもので、隔壁
部分の気密度が簡単な構造で達成でき、しかも信頼性の
高いヒートパイプ式熱交換器を提供することを目的とす
る。
換器でも数本から十数本のヒートパイプを有しているた
め、これらを全て溶接することが、熱交換器製作のため
の生産性を極めて悪くしていた。又、溶接不良等による
ピンホールに対し、その発見及び修理は困難であった。 一方、シール材を充填する方法は、適用されるシール
材が流動性の高いものであると硬化時の体積減少が大き
く、第５図に示すように、隔壁31内部に充填したシール
材９に亀裂や剥離を発生して、例えば給気7a側が低圧で
排気7b側が高圧の場合、汚染された排気側から給気側に
向かう空気の流れを生じ、クロス汚染を起こした。又、
硬化時に体積減少の小さいシール材では流動性が悪いた
め、隔壁の隅々までシール材が充填されないと言う欠点
を伴った。 本発明は、上述した実情に鑑みなされたもので、隔壁
部分の気密度が簡単な構造で達成でき、しかも信頼性の
高いヒートパイプ式熱交換器を提供することを目的とす
る。
本発明の上記目的は、隔壁部分を中空の二重壁構造と
し、且つ中空内部を加圧手段により給気及び排気ダクト
内よりも気圧を高くした構造のヒートパイプ式熱交換器
により達成される。
し、且つ中空内部を加圧手段により給気及び排気ダクト
内よりも気圧を高くした構造のヒートパイプ式熱交換器
により達成される。
中空隔壁内部が加圧されることにより、流体の侵入を
阻止して、流体間の混合によるクロス汚染を防止でき
る。
阻止して、流体間の混合によるクロス汚染を防止でき
る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。 第１図は、本発明の一実施例に基づくヒートパイプ式
熱交換器の構成を示している。 なお、従来例と同一部分については、同一符号を用い
ている。 図に於いて、熱交換器本体を構成する容器１内部は、
その中間が中空状に形成した二重壁構造の隔壁３により
分割されて、給気及び排気ダクト４に構成されている。
複数本のヒートパイプ２は、同一方向に沿って配列され
た管群を形成すると共に、前記隔壁３を貫通して各ダク
ト内に伸びるように配設されている。前記隔壁３はその
中空内部が加圧用送風ダクト６と連設されており、該送
風ダクト６は送風機５と接続されている。前記給気及び
排気ダクト４内において夫々隣接する一組のヒートパイ
プ２間と、隔壁３の中空内部に測定チューブ11が開口端
を設けて配置されており、該チューブ11は、中空内部の
圧力が給気ダクト及び排気ダクト内の圧力に対して基準
圧として作用するように組み合わされて、その他端が圧
力センサ10と各々接続されている。前記圧力センサ10の
出力は制御装置12に夫々供給されており、前記制御装置
12は前記送風機５と接続されている。 上記の如く構成された熱交換器は、前記送風機５が運
転されると、加圧用送風ダクト６を通して隔壁３の中空
内部に空気が送風され、該中空内部が加圧される。その
際、隔壁周辺の空気の流れは、隔壁中空内部の圧力が給
気及び排気ダクト４内よりも高く維持されて、第２図に
図示する如く、形成される。即ち、隔壁内の加圧空気８
はヒートパイプ２と隔壁３との間の隙間を通って両ダク
ト４内へ押し出されるように流れ、その結果、給気7a及
び排気7b間で混合を生じさせない。 処で、上記構成は、クロス汚染の発生を好適に阻止で
きるものであるが、前記送風機が連続運転されて隔壁内
を常時加圧しているため、その分だけ維持費を高騰させ
ると共に、亀裂等を助長させることも考慮できる。 そこで、本実施例では、給気及び排気ダクト４内と隔
壁内の圧力差を前記圧力センサ10で夫々測定し、既述し
たクロス汚染を起こす、汚染された排気ダクト内の圧力
が隔壁内及び排気ダクト内の圧力より高い場合に限って
前記制御装置12が前記送風機５を運転するように制御し
ている。 上記の如く構成したヒートパイプ式熱交換器は、ヒー
トパイプ２が給気及び排気ダクト４内の高温流体及び低
温流体に夫々接触して、両流体間で熱交換を行わせる。 なお、ヒートパイプ材料としては、従来周知のアルミ
ニウム、銅、炭素鋼、ステンレス鋼等が適用できる。
又、作動流体としては、やはり周知のフロン、アンモニ
ア、アルコール、水、有機媒体、ナフタレン等を用いる
ことができる。 又、圧力センサとしては、半導体圧力センサ、静電容
量式圧力センサ、圧電式圧力センサ等の各種センサが適
用できる。 第３図は、本発明の他の実施例を図示しており、この
実施例では、先の第１図により示した第１の実施例にお
ける加圧用送風ダクトが省略されて、隔壁３の中空内部
が該内部に配置した送風機５により直接加圧されてい
る。その他の構成は先の実施例と同じである。 このように構成することにより、熱交換器全体をコン
パクトにして設置スペースを削減できる。しかし、隔壁
内部に送風機を配置しているので、熱交換器自体の小型
化には自ずと限界があり、又、送風機からの発熱も考慮
されなければならない。
熱交換器の構成を示している。 なお、従来例と同一部分については、同一符号を用い
ている。 図に於いて、熱交換器本体を構成する容器１内部は、
その中間が中空状に形成した二重壁構造の隔壁３により
分割されて、給気及び排気ダクト４に構成されている。
複数本のヒートパイプ２は、同一方向に沿って配列され
た管群を形成すると共に、前記隔壁３を貫通して各ダク
ト内に伸びるように配設されている。前記隔壁３はその
中空内部が加圧用送風ダクト６と連設されており、該送
風ダクト６は送風機５と接続されている。前記給気及び
排気ダクト４内において夫々隣接する一組のヒートパイ
プ２間と、隔壁３の中空内部に測定チューブ11が開口端
を設けて配置されており、該チューブ11は、中空内部の
圧力が給気ダクト及び排気ダクト内の圧力に対して基準
圧として作用するように組み合わされて、その他端が圧
力センサ10と各々接続されている。前記圧力センサ10の
出力は制御装置12に夫々供給されており、前記制御装置
12は前記送風機５と接続されている。 上記の如く構成された熱交換器は、前記送風機５が運
転されると、加圧用送風ダクト６を通して隔壁３の中空
内部に空気が送風され、該中空内部が加圧される。その
際、隔壁周辺の空気の流れは、隔壁中空内部の圧力が給
気及び排気ダクト４内よりも高く維持されて、第２図に
図示する如く、形成される。即ち、隔壁内の加圧空気８
はヒートパイプ２と隔壁３との間の隙間を通って両ダク
ト４内へ押し出されるように流れ、その結果、給気7a及
び排気7b間で混合を生じさせない。 処で、上記構成は、クロス汚染の発生を好適に阻止で
きるものであるが、前記送風機が連続運転されて隔壁内
を常時加圧しているため、その分だけ維持費を高騰させ
ると共に、亀裂等を助長させることも考慮できる。 そこで、本実施例では、給気及び排気ダクト４内と隔
壁内の圧力差を前記圧力センサ10で夫々測定し、既述し
たクロス汚染を起こす、汚染された排気ダクト内の圧力
が隔壁内及び排気ダクト内の圧力より高い場合に限って
前記制御装置12が前記送風機５を運転するように制御し
ている。 上記の如く構成したヒートパイプ式熱交換器は、ヒー
トパイプ２が給気及び排気ダクト４内の高温流体及び低
温流体に夫々接触して、両流体間で熱交換を行わせる。 なお、ヒートパイプ材料としては、従来周知のアルミ
ニウム、銅、炭素鋼、ステンレス鋼等が適用できる。
又、作動流体としては、やはり周知のフロン、アンモニ
ア、アルコール、水、有機媒体、ナフタレン等を用いる
ことができる。 又、圧力センサとしては、半導体圧力センサ、静電容
量式圧力センサ、圧電式圧力センサ等の各種センサが適
用できる。 第３図は、本発明の他の実施例を図示しており、この
実施例では、先の第１図により示した第１の実施例にお
ける加圧用送風ダクトが省略されて、隔壁３の中空内部
が該内部に配置した送風機５により直接加圧されてい
る。その他の構成は先の実施例と同じである。 このように構成することにより、熱交換器全体をコン
パクトにして設置スペースを削減できる。しかし、隔壁
内部に送風機を配置しているので、熱交換器自体の小型
化には自ずと限界があり、又、送風機からの発熱も考慮
されなければならない。
以上記載したとおり、本発明のヒートパイプ式熱交換
器によれば、給気ダクト及び排気ダクトに分割する隔壁
が中空状の二重壁構造に形成され、該中空内部を加圧す
ることにより、クロス汚染の発生要因であるダクト間で
の流体の混合は好適に阻止される。又、上記構成は、極
めて簡単な構造であるため、生産性が高く、且つ信頼性
も高い。 又、経年に対して、空気質や温度等による劣化要素を
含まないので、高寿命を維持できる。 更に、隔壁の中空内部と給気及び排気ダクト間の圧力
差を監視することにより、間接的にクロス汚染の発生を
監視できる。
器によれば、給気ダクト及び排気ダクトに分割する隔壁
が中空状の二重壁構造に形成され、該中空内部を加圧す
ることにより、クロス汚染の発生要因であるダクト間で
の流体の混合は好適に阻止される。又、上記構成は、極
めて簡単な構造であるため、生産性が高く、且つ信頼性
も高い。 又、経年に対して、空気質や温度等による劣化要素を
含まないので、高寿命を維持できる。 更に、隔壁の中空内部と給気及び排気ダクト間の圧力
差を監視することにより、間接的にクロス汚染の発生を
監視できる。
第１図は本発明の一実施例によるヒートパイプ式熱交換
器の構成図、第２図は第１図における隔壁周辺部での空
気の流れを説明する図、第３図は本発明の他の実施例に
よる交換器の構成図、第４図は従来例のヒートパイプ式
熱交換器の構造を説明する斜視図、第５図は従来例での
隔壁周辺部での空気の流れを説明する図である。 図中符号 １……容器、 ２……ヒートパイプ、 ３……隔壁、 ４……給気及び排気ダクト、 ５……送風機、 ６……加圧用送風ダクト、 7a……給気、 7b……排気、 ８……加圧空気
器の構成図、第２図は第１図における隔壁周辺部での空
気の流れを説明する図、第３図は本発明の他の実施例に
よる交換器の構成図、第４図は従来例のヒートパイプ式
熱交換器の構造を説明する斜視図、第５図は従来例での
隔壁周辺部での空気の流れを説明する図である。 図中符号 １……容器、 ２……ヒートパイプ、 ３……隔壁、 ４……給気及び排気ダクト、 ５……送風機、 ６……加圧用送風ダクト、 7a……給気、 7b……排気、 ８……加圧空気
Claims (1)
- 【請求項１】中空内部が隔壁により仕切られて給気及び
排気ダクトに分割されると共に、ヒートパイプが前記隔
壁を貫通して前記給気及び排気ダクト内に夫々延設され
たヒートパイプ式熱交換器において、前記隔壁は中空内
部を有する二重壁構造から成り、且つ中空内部が加圧手
段により加圧されていることを特徴とするヒートパイプ
式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12289590A JP2811600B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ヒートパイプ式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12289590A JP2811600B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ヒートパイプ式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420789A JPH0420789A (ja) | 1992-01-24 |
| JP2811600B2 true JP2811600B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=14847289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12289590A Expired - Lifetime JP2811600B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | ヒートパイプ式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811600B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5368631B2 (ja) | 2010-04-08 | 2013-12-18 | 株式会社東芝 | 画像符号化方法、装置、及びプログラム |
| TWI595207B (zh) * | 2015-11-20 | 2017-08-11 | Kuettner Asia Company Ltd | Heat exchanger |
| CN110439332B (zh) * | 2019-08-09 | 2024-09-03 | 世源科技工程有限公司 | 一种洁净室 |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12289590A patent/JP2811600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420789A (ja) | 1992-01-24 |
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Legal Events
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