JPH0116945Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、気化と凝縮における熱の授受を利用
して高温部から低温部へ熱を伝達する熱交換器に
関し、特にヒートパイプ式熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

一般に分離形のヒートパイプ式熱交換器は、第
５図に示すように、低温例凝縮部１０と高温側蒸
発部２０とからなり、この凝縮部１０と蒸発部２
０にはそれぞれ上部ヘツダ１１，２１と下部ヘツ
ダ１２，２２が設けられている。この上部ヘツダ
１１，２１と下部ヘツダ１２，２２との間には、
複数の伝熱管１３，２３が垂直に配列されてい
る。また前記凝縮部１０と蒸発部２０とは蒸気連
絡管１４と液戻り管２４とによりループ状に連結
されている。また前記蒸発部伝熱管２３の一部と
蒸発部下部ヘツダ２２および液戻り管２４には、
作動液１５が充填している。

したがつて、作動液１５は蒸発部伝熱管２３内
で気化し、熱を含んだ蒸気として蒸気部上部ヘツ
ダ２１から蒸気連絡管１４をへて低温側凝縮部１
０に流動する。この蒸気は低温側凝縮部１０で冷
されて凝縮し液化する。この液化した作動液１５
は、凝縮部伝熱管１３から凝縮部下部ヘツダ１２
をへて凝縮液戻り管２４に流出し、上記サイクル
を繰り返すものであつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしこのようなヒートパイプ式熱交換器で
は、伝熱管が垂直に配列されているので、伝熱面
外面に付着したダスト等を除去するためには圧縮
空気または蒸気を噴射するスートブロワ方式を用
いるしかなく、この方式では動力費または燃料費
がかさみ、さらに均一にダストを除去する効果が
少ないという欠点があつた。また蒸発部伝熱管の
一部には、作動液が充填しているため気化効率が
低下し、ヒートパイプ本来の優れた伝熱効果が阻
外されていた。さらに蒸発部の熱伝達を安定的に
行なわせるためには、蒸発部伝熱管の液レベル制
御が必要であり、このために場合によつては液戻
り管に循環ポンプをつけることが必要となる等の
問題点があつた。

本考案は、上記問題点に鑑みなされたもので、
ダストの除去作業における動力費を減らし、ウイ
ツクによる毛細管現象を利用して常に作動液が蒸
発部内面を浸透するようにし、蒸発部と凝縮部と
を分離することによつてダクトの引き回わしをな
くすヒートパイプ式熱交換器を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、複数の管列を同一方向に傾斜させ上
下一対のヘツダで連結して凝縮部と蒸発部とを構
成し、蒸発部上部ヘツダ内に作動液を均等に分配
する液分配管を設け、該液分配管と凝縮部下部ヘ
ツダおよび蒸発部上部ヘツダと凝縮部上部ヘツダ
とを連結するとともに蒸発部管内からウイツクを
突出させ該ウイツクを蒸発部下部ヘツダ内に溜つ
ている作動液に浸すことを特徴とする。

〔作用〕

よつて本考案は、作動液を各蒸発部伝熱管に均
等に分配し、ウイツクの毛細管現象を利用して作
動液が傾斜した蒸発部伝熱管内面を常に浸透する
ので高温ガスに対して該作動液の気化効率を高め
ている。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図乃至第４図の図面によ
り詳細に説明する。

第１図、第２図は本考案によるヒートパイプ式
熱交換器の構成図とその矢視図で、３０は凝縮部
で、この凝縮部３０には複数の伝熱管３１が上部
ヘツダ３２と下部ヘツダ３３との間に水平に対し
て３度〜90度傾斜して配設されており、これらが
階層をなして独立して構成されている。前記上部
ヘツダ３２には、ベント弁３４と安全弁３５とが
それぞれ連結されている。ベント弁は作動液の充
填または伝熱管内に発生し得る不凝縮ガスの放出
に使用する。

４０は蒸発部で、この蒸発部４０には複数の蒸
発部伝熱管４１が上部ヘツダ４２と下部ヘツダ４
３との間に水平に対して３度〜10度傾斜して配設
されており、これらが凝縮部３０と同数の階層で
構成されている。前記上部ヘツダ４２には、複数
のノズル４４を有する液分配管４５が内設されて
おり、このノズル４４は液分配管４５からの凝縮
液を伝熱管４１に均等に分配できるように配置さ
れている。また、下部ヘツダ４３には、作動液交
換時に該液を抜きとるドレン弁４６が連結されて
いる。

前記凝縮部下部ヘツダ３３は、蒸発部上部ヘツ
ダ４２より上方に設置され、この凝縮部下部ヘツ
ダ３３と蒸発部上部ヘツダ４２とは、液戻り管３
６によつて連結されている。また前記蒸発部上部
ヘツダ４２は、蒸気連絡管４７によつて凝縮部上
部ヘツダ３２に連結されている。

第３図は、第２図における蒸発部の拡大断面図
で、ノズル４４を有する液分配管４５を内設した
蒸発部上部ヘツダ４２と下部ヘツダ４３とは、溶
接等により伝熱管４１に連結し、この伝熱管４１
の外側には作動液の気化効率を高めるため複数の
フイン４８が垂設されており、内側には網または
繊維状のウイツク４９が周設されている。このウ
イツク４９は下部ヘツダ４３内に張り出し、該下
部ヘツダ４３内に溜まつている作動液５０に浸漬
している。

第４図は、第２図の凝縮部における拡大断面図
であり、伝熱管３１の外側には蒸気の液化効率を
高めるためフイン３７が垂設されており、内側に
はウイツク４９が周設されている。この伝熱管３
１が連結している下部ヘツダ３３には、Ｕ字形の
シール部３８を有する液戻り管３６が連結し、こ
のシール部３８の下方にはシール部ドレン弁３９
が接続されていて、該シール部に溜つている作動
液５０を液交換時に抜きとることができるように
なつている。

よつて、上記実施例のヒートパイプ式熱交換器
を動作させるためには、まずベント弁３４と図示
しない真空装置とをつないで、交換器内を真空に
した後に該ベント弁３４から作動液を所定量流入
させて弁３４を閉じる。流入された作動液は、凝
縮部上部ヘツダ３２、各伝熱管３１および凝縮部
下部ヘツダ３３をへて液戻り管３６に流れ込む。
この液戻り管３６では、シール部３８に一定の作
動液５０が溜まりシール状態となり、起動時に蒸
発部４０で発生した蒸気が液戻り管を逆流し凝縮
部３０に達するのを防いでいる。他の作動液は液
分配管４５およびノズル４４を介して蒸発部４０
の各伝熱管４１に分配され内面に設けたウイツク
４９に浸透し、さらに残りの作動液は蒸発部下部
ヘツダ４に溜まる。

そして、作動状態になると凝縮部３０と蒸発部
４０に低温ガス、高温ガスが第１図矢印のごとく
流れ、蒸発部伝熱管４１内部のウイツク４９に浸
透した作動液は気化し熱を含んだ蒸気となつて蒸
発部上部ヘツダ４２、蒸気連絡管４７を第２図矢
印Ｄのごとく通つて凝縮部３０に流れる。この蒸
気は、凝縮部上部ヘツダ３２を通つて凝縮部伝熱
管３１内に流れる。この伝熱管３１内で蒸気は低
温ガスのために凝縮し液化される。

すなわち前記蒸発部伝熱管４１での蒸発と凝縮
部伝熱管３１での凝縮とのサイクルによつて熱が
蒸発部４０から凝縮部３０へ伝達されたことにな
る。

次に凝縮部伝熱管３１で液化した凝縮部は、重
力でウイツク４９を伝わり凝縮部下部ヘツダ３３
内に流れ込み、さらに液戻り管３６を第２図矢印
Ｅ方向に流れ、液分配管４５およびノズル４４を
通つて前記蒸発部伝熱管４１に流れ込む。この蒸
発部伝熱管４１内に流れ込んだ凝縮液は途中で外
部の高温ガスによる熱を受けて蒸発し、再び上記
サイクルを繰り返し熱の伝達を行なう。

なお蒸発部伝熱管４１内で蒸発しきれない作動
液５０は蒸発部下部ヘツダ４３内に流下して溜ま
り、該伝熱管４１内の作動液が不足の時はウイツ
ク４９の毛細管現象により、前記下部ヘツダ４３
内の作動液を吸い上げて補充を行なうことができ
る。

〔考案の効果〕

したがつて本考案は、蒸発部伝熱管を同一方向
に傾斜させ、該伝熱管と蒸発部下部ヘツダをウイ
ツクでつなぐとともに、液戻り管を蒸発部上部ヘ
ツダにつなぎ凝縮液を前記伝熱管に戻すようにし
て熱交換器が作動中常にこの伝熱管内を湿らせて
おくこれができるので、伝熱管内面が乾燥した
り、逆に液で充満することがなくなり、安定で効
率のよい熱伝達が可能となる。また蒸発部と凝縮
部とを分離することによつてダクトの引き回わし
がなくなり、さらに伝熱管を傾斜させたことによ
り伝熱面に付着したダストを動力費の安価な鋼球
落下によるシヨツトクリーニング方式で均一に除
去することができる。その他に伝熱管列を上下ヘ
ツダで連結してこれらを階層ごとに構成させるの
で、圧力容器として設置義務のある安全弁は各階
層ごとに１個設けるだけで済み経済的である等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例によるヒートパイプ式熱
交換器の概略構成図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢
視図、第３図は第２図の蒸発部のＢ−Ｂ拡大断面
図、第４図は第２図の凝縮部のＣ−Ｃ拡大断面
図、第５図は従来のヒートパイプ式熱交換器の概
略構成図である。 ３０……凝縮部、３１……凝縮部伝熱管、３２
……凝縮部上部ヘツダ、３３……凝縮部下部ヘツ
ダ、３６……液戻り管、４０……蒸発部、４１…
…蒸発部伝熱管、４２……蒸発部上部ヘツダ、４
３……蒸発部下部ヘツダ、４５……液分配管、４
７……蒸気連絡管、４９……ウイツク、５０……
作動液。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートパイプよりなる複数の管列を同一方向に
   傾斜させ上下一対のヘツダで連結して凝縮部と蒸
   発部とを構成し、前記凝縮部の下部ヘツダを蒸発
   部の上部ヘツダより上方に配置するとともに、該
   蒸発部上部ヘツダ内に液分配管を設け該液分配管
   と凝縮部下部ヘツダおよび蒸発部上部ヘツダと凝
   縮部上部ヘツダとを連結し、かつ蒸発部管内から
   ウイツクを突出させ該ウイツクを蒸発部下部ヘツ
   ダ内の作動液に浸漬させることを特徴とするヒー
   トパイプ式熱交換器。