JPH01159593A - 複合ヒートパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、道路面や広場面の融雪、凍結防止等に使用
されるヒートパイプに関するものである。

〔従　来　技　術〕

従来この種のヒートパイプとしては、内部に熱搬送媒体
が封入されており、外部からの加熱による熱を受熱部で
受けて熱搬送媒体で放熱部へ伝えるものが一般に知られ
ている。

そしてこの従来のヒルドパイブを道路面等の融雪、凍結
防止に使用すると、道路あるいは軌道に沿って温水、温
風パイプラインあるいは温水、温風溝を敷設してその内
部に所定間隔でヒートパイプの受熱部を収納し、放熱部
を道路表面付近の地中あるいは舗装中に道路表面の傾斜
にほぼ並行に横たえて設置することになる。

そして温水、温風の保有する熱をヒートパイプを介して
道路表面へ搬送させ、その熱により道路表面上の雪氷を
融解するものである。

〔この発明が解決すべき課題〕

しかしこの従来のヒートパイプを前述したように融雪、
凍結防止に使用した場合は、各ヒルドパイブの受熱部を
温水、温風等で加熱する場合に、温風あるいは温水の発
生装置と各ヒートパイプとの間の温風、水供給用のパイ
プ、溝で、熱ロスを生じる。

そしてこのことは、前述した従来のヒートパイプが温水
、温風等で受熱部を外部から加熱する場合に熱ロスが生
じることとから、融雪、凍結防止用装置の伝熱効率を悪
いものとしてしまう。

またこの従来のし一ドパイブを融雪、′Ｓ、Ｓ防結に使
用した場合は、温風、温水を発生、供給させる装置が大
掛かりなものとなるので、大きな設置場所や大掛かりな
設置作業が必要となる等、設備費が高くなってしまう等
の課題を有する。

この発明は前述した事情に鑑み創案されたもので、その
目的は伝熱効率が良く、融雪、凍結防止に使用した場合
でも装置全体を大掛かりにする必要のないヒートパイプ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 この発明によればヒートパイプを、１次受熱部としてパ
イプ内の一端に設けた液溜りの液内に伝熱式蒸気発生装
置を設け、この液溜りと連続してパイプ長手方向に１次
放熱部を形成してなる第一パイプ部と、２次受熱部とし
ての受熱部で受けた熱を２次放熱部としての放熱部へ伝
えるべく、内部に熱媒体を封入した前記第一パイプ部よ
り小径の複数本の第二パイプ部とから構成する。そして
前記第二パイプ部の受熱部を前記第一パイプ部の放熱部
に所定間隔で接続してなるものである。

このことから第一パイプ部で発生した蒸気熱を複数の第
二パイプ部から放熱させる前記本発明のヒートパイプを
融雪、凍結防止装置として使用すると、従来のように複
数のヒートパイプを温風、水供給用のパイプまたは溝内
に挿入して加熱するものに比べて、伝熱効率を良くする
ことができると共に、外部から加熱するための温風、温
水発生装置が必要なくコンパクトで維持管理を容易にす
ることができるようになる。

〔実　施　例〕

以下この発明を図示する実施例によって説明する。

第１図は、この発明の第一実施例を示すものである。そ
してこの実施例では、パイプを水平に対し傾斜させて液
を還流させることとすると共に、伝熱式蒸気発生装置と
して電熱式蒸気発生装置を使用している。

ヒートパイプ１は、水平に対し傾斜して設置される放熱
部２ａ内へ蒸気を送るべくその長手方向傾斜下端部に形
成した１次受熱部となる受熱部２ｂ内に、液溜り３およ
び電熱式蒸気発生装置４を設けてなる大径の第一パイプ
部２と、２次受熱部としての受熱部５ａで受けた熱を２
次放熱部としての放熱部５ｂへ伝えるべく、内部に゛熱
媒体を封入した第一パイプ部２よ小径の複数本の第二パ
イプ部５とから成っている。

なお電熱式蒸気発生装置４は、その電熱線４ａが液溜り
３の液内となるようになっている出力可変のものである
。

そして第二パイプ部５の受熱部５ａを、第一パイプ部２
の放熱部２ａにその軸方向へ所定間隔で複数挿入し、放
熱部５ｂが第一パイブ部２の管外となるように構成され
ている。（第１図参照） このような構成からなるヒートパイプ１による熱輸送経
路は、まず第１パイプ部２の受熱部２ｂにおいて、電熱
式蒸気発生装置４の電熱線４ａで液溜り３内の作動液を
加熱して蒸気を発生させる。

次にこの受熱部２ｂにおいて発生した蒸気は、自然対流
によって放熱部２ａに送られ、放熱部に挿入されている
各第二パイプ部５の受熱部５ａを加熱する。

その後第二パイプ部５の受熱部５ａで吸収された蒸気熱
は、第二パイプ部５の放熱部５ｂへ送られ、そこから最
終的に外部へ放熱される。

そして密閉されたヒートパイプである第一パイプ２の放
熱部２ａ内に、熱を外部へ放出する第二パイプ部５の受
熱部５ａを挿入したことにより、熱ロスを少なくして第
二パイプ部を加熱することができるので、熱源である電
熱式蒸気発生装置４からの伝熱効率を良くすることがで
きる。

なお本発明のヒートパイプ１は、熱２Ｉ！Ｘ４および受
熱部５ａが第一パイプ部２の内部にある。

そこで熱損失を防ぐために、第一パイプ部２のパイプ壁
の熱伝達は小さいほうが望ましい。そのための手段とし
て、第１図では第一パイプ部２の外壁面に、断熱材６を
巻いている。この他にも、パイプ壁面のコーティングや
、パイプ材質として熱伝導率の小さな物を選定する等の
方法も考えられる。例えば、パイプとしてＦＲＰを使用
すれば、鋼製パイプに比べて熱伝導率が１／２００以下
となるのみならず、作動液体として水を使った場合でも
腐食の問題が解消される。

また第二パイプ部５の第一パイプ部２への接続は、前述
した如く密閉されている別のヒートパイプを放熱部２ａ
へ挿入した態様のものに限定されるものではない。

そしてこの第二パイプ部５の受熱部５ａを第一パイプ部
２へ挿入しての接続方法としては、第２図に示す如く第
一および第二パイプ部２゜５にフランジ部７を設け、こ
の両フランジ部７゜７を固着することで行う。

なおこの時に前述した実施例の第２図のように第二パイ
プ部５を第一パイプ部２内へ直接挿入するものの他に、
第３図のように第一パイプ部２内に第二パイプ部５の挿
入部７を形成し、この挿入部８へ第二パイプ部５を挿入
して両フランジ部７．７によって固着して接続するもの
がある。

第４図は、この発明の第２実施例を示すものである。

この実施例では、第一および第二パイプ部２゜５からな
るヒートパイプｌの構成を前述した第１実施例と同じも
のとすると共に、伝熱式蒸気発生装置として熱風発生器
９を使用するものである。

ここでの熱風発生器９は、ガスまたは灯油などを燃料と
し、本体がヒートパイプ１の内部または近傍に設置され
ると共に、発生した熱風を通すための導管１０即ち伝熱
管がヒートパイプ１の液溜り３中に配置される。なお導
管ｌＯは、排気管１１に接続されて、ヒートパイプ１の
外部に通じている。

またこのバーナユニットである熱風発生器９は、燃料配
管１２より燃料を、また空気配管１３より空気を取り入
れて、これらを混合し燃　　　　　−焼室１４で燃焼さ
せ熱風を発生させる。この熱風は、導管１０および排気
管１１を通って外部へ放出される。

そしてこの熱風発生器９の燃焼室１４で発生した熱風は
、導管１０を通る間に、導管１０を介して液溜り中の作
動液と熱交換して蒸気を発生させる。そして熱交換後の
抜熱された熱風は、排気管１１を通って外部へ放出され
る。

このようにしてガスや灯油などの燃料の燃焼室を利用し
て、ヒートパイプ１内に蒸気を発生させることができる
。

このように伝熱式蒸気発生装置として熱風発生器を用い
ると、燃焼によって発生した熱エネルギーの熱で蒸気を
発生させることになり、前述した第１実施例の電熱式蒸
気発生装置４（水中ヒータ）に比べて単位熱量当りのコ
ストが安くなる。

なおヒートパイプ１の液溜り３と連続してパイプ長手方
向に１次放熱部２ａを形成してなる第一パイプ部２の内
部は、通常は真空とし、蒸気を発生させるときにパイプ
内部を蒸気で満たすものである。

また本発明での液の還流は、前述したように第一パイツ
一部２を傾斜させたものの他に、第一パイプ部２の内面
にウィックを形成して行ってもよい。

〔発明の効果〕

■　熱を放出して融雪、凍結防止等を行うヒートパイプ
である複数の第二パイプ部の受熱部を、やはりヒートパ
イプである第一パイプ部の放熱部に接続したことにより
、複数の第二パイプ部に熱を伝える第一パイプ部におい
て従来のヒートパイプ加熱用の温風、水を送るパイプ、
溝のような熱ロスがなく、第二パイプ部へ確実に熱を伝
えることができる。

そしてこのことと、第一パイプ部がその受熱部内に熱源
である蒸気発生装置を有することとから、従来のヒート
パイプに比べ、伝熱効率を大幅に向上させることができ
る。

■　第一パイプ部の受熱部において蒸気発生装置により
直接作動液体を加熱するので、熱抵抗は発生装置と液体
の間に存在するが、この熱抵抗も発生装置の配置方法の
工夫や液体の攪拌などにより低減できる。したがって、
一般のヒートパイプに比べて受熱部の熱抵抗は非常に小
さくなる。そしてこの熱抵抗が小さいことにより、発生
装置の出力変化の影響が短時間で作動液体に伝わる。

そのため発生装置の出力を太き（することにより、ヒー
トパイプの運転開始時に、短時間で定常状態となる。ま
た、運転中に運転条件を変更する場合でも、迅速に制御
することができる。

■　本発明のヒートパイプを融雪、凍結装置に使用する
と、従来のヒートパイプを融雪、凍結装置として使用し
た場合に必要になる温風および温水発生装置が必要なく
コンパクトになって地下設置が可能となり、設備費を安
くすることができる。

さらに蒸気は、自然対流によってヒートパイプ内を流れ
るので、装置を簡単な構造とすることができる。

このように装置をコンパクトで簡単な構造とすることが
でき、メンテナンスがほとんど不要になる等、装置設置
に対する諸費用を安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のヒートパイプの第１実施例を示す概
略断面図、第２図および第３図は第二パイプ部の第一パ
イプ部への取付は状態を示す概略断面図、第４図はこの
発明のヒートパイプの第２実施例を示す概略断面図であ
る。 １・・・ヒートパイプ、２・・・第一パイプ部、２ａ・
・・放熱部、２ｂ・・・受熱部、３・・・液溜り、４・
・・電熱式蒸気発生装置、５・・・第二パイプ部、５ａ
・・・受熱部、６・・・断熱材、７・・・フランジ部、
８・・・挿入部、９・・・熱風発生器、１０・・・導管
、１１・・・排気管、１２・・・燃料配管、１３・・・
空気配管、１４・・・燃焼室。 第　１　図 箭　２　；２ 第　３　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）１次受熱部としてパイプ内の一端に液溜りを設け
   、該液溜りの液内に伝熱式蒸気発生装置を設け、この液
   溜りと連続してパイプ長手方向に１次放熱部を形成して
   なる第一パイプ部と、二次受熱部としての受熱部で受け
   た熱を二次放熱部としての放熱部へ伝えるべく、内部に
   熱媒体を封入した前記第一パイプ部より小径の複数本の
   第二パイプ部とからなり、 前記第二パイプ部の受熱部を前記第一パイプ部の放熱部
   に所定間隔で接続してなることを特徴とする複合ヒート
   パイプ。
2. （２）第一パイプ部の放熱部は水平に対し傾斜して設置
   し、１次受熱部の液溜りを傾斜下端部に形成してあるこ
   とを特徴とする請求項１記載の複合ヒートパイプ。
3. （３）第一パイプ部の放熱部から一端の受熱部の液溜り
   への液の還流はウイックによって行われることを特徴と
   する請求項１記載の複合ヒートパイプ。
4. （４）１次受熱部の伝熱式蒸気発生装置として、電熱線
   を液溜り液内に配置してなる電熱式蒸気発生装置を使用
   することを特徴とする請求項１記載の複合ヒートパイプ
   。
5. （５）１次受熱部の伝熱式蒸気発生装置として、燃焼部
   および熱風の通路としての導管を熱交換させるべく１次
   受熱部の液溜り液内に配置してなる熱風発生器を使用す
   ることを特徴とする請求項１記載の複合ヒートパイプ。