JPH04263789A - 熱伝達装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、相変化を伴う作動液
体の循環により、熱を加熱部から冷却部へ輸送する熱伝
達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば、ＡＩＡＡ　　２２ｎｄ　
　Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ　　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ　のＡＩＡＡ−８７−１６２６に示された熱伝達装置
を示す構成図であり、図において１は蒸発器、２は凝縮
器、３はアキュムレータ、４は蒸発器１と凝縮器２を連
結する蒸気管、５は凝縮器２とアキュムレータ３を連結
する液管、６はアキュムレータ３の液相７と蒸発器１の
液相８を連結する液戻り管、９は液戻り管に介装された
液駆動用のポンプである。１０は蒸発器１に装着された
電子機器等の加熱源、１１は凝縮器２に接触して設けら
れた放熱器である。

【０００３】蒸気管４、液管５、液戻り管６は蒸発器１
と凝縮器２、アキュムレータ３を介してループ（閉管路
）を形成し、管路内にフロン、アルコール、アンモニア
等の凝縮性液体である作動流体１２が適量封入されてい
る。

【０００４】以上のように構成された従来装置の動作は
次のとおりである。すなわち、図４に示されるように電
子機器等の加熱源１０から蒸発器１に熱が供給されると
、蒸発器１内の作動流体１２は熱せられて蒸発し、蒸発
した蒸気は図中点線矢印が示すように蒸気管４を通って
凝縮器２に達して冷却され、凝縮熱を放出して液化する
。液化した液体は図中実線矢印に示すように、ポンプ９
の駆動作用により、液管５を通ってアキュムレータ３に
流入し、さらに液戻り管６を通って蒸発器１に還流する
。以上のような作用で熱が蒸発器１から凝縮器２に輸送
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱伝達装置は以
上のように構成されているので、蒸発器１から、凝縮器
２、アキュムレータ３を通って蒸発器１へ至るループ内
を作動流体が流れる時の圧力損失が大きい場合、ポンプ
の駆動に必要な動力が大きくなり、装置の動作に必要な
電力が大きくなるという問題があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、小さなポンプ動力で動作する電
力消費の小さい熱伝達装置を得ることを目的としている
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の熱伝達装置は
凝縮器で凝縮された作動流体をアキュムレータに流入さ
せる動作と、上記アキュムレータ内にある作動流体を蒸
発器へ還流させる動作とを交互に行わせる手段を設け、
上記アキュムレータと蒸発器の管路の中途に液体駆動用
ポンプを介装するようにしたものである。

【０００８】

【作用】この発明の熱伝達装置においては、凝縮器で凝
縮された作動流体をアキュムレータに流入させる動作と
、上記アキュムレータ内にある作動流体を蒸発器へ還流
させる動作とを交互に行わせる手段、例えば上記蒸発器
の気相部と上記アキュムレータの気相部を連通する連通
管、この連通管と上記凝縮器と連通する液管の上記アキ
ュムレータへの連通を切換える三方弁、及び上記アキュ
ムレータと蒸発器を連通する液戻り管に開閉弁を設けて
おり、上記三方弁と開閉弁の開閉を制御することにより
、凝縮器からアキュムレータを介して蒸発器への液体の
還流を小さな圧力損失で行うことができる。従って、ア
キュムレータから蒸発器への液還流に要するポンプ動力
が小さくなる。

【０００９】

【実施例】実施例１． 図１及び図２はこの発明の一実施例の熱伝達装置を示す
構成図であり、図１は第１の状態、図２は第２の状態の
動作を示している。図において、１〜１２は従来例と同
じものである。２１は蒸発器１の蒸気相２２とアキュム
レータ３の蒸気相２３を連通させて内部の圧力をバラン
スさせる連通管、２４は連通管２１と液管５のアキュム
レータ３への連通を換える三方弁、２５は液戻り管６の
中途に設けられた開閉弁である。この実施例１では、連
通管２１、三方弁２４、開閉弁２５は凝縮器２で凝縮さ
れた作動流体をアキュムレータ３に流入させる動作（以
下流入動作と記す）と、アキュムレータ３内にある作動
流体を蒸発器１へ還流させる動作（以下還流動作と記す
）とを交互に行わせる手段を構成している。

【００１０】そして、開閉弁２５が閉でかつポンプ９の
運転が停止され、三方弁２４がアキュムレータ３と液管
５を連通している図１に示す第１の状態と、第２図に示
す開閉弁２５が開でかつポンプ９が運転され、三方弁２
４がアキュムレータ３と連通管２１を連通している第２
の状態が交互に適当な時間間隔で繰返される。

【００１１】図１に示す第１の状態においては蒸発器１
内の液量が熱輸送の結果消費されるが、凝縮器で凝縮し
た液体は液管５を通ってアキュムレータ３に流入しアキ
ュムレータ３内に貯えられる。

【００１２】次に開閉弁２５が開かつポンプ９が運転さ
れ、三方弁２４がアキュムレータ３と液管５を連通して
いる図２に示す第２の状態に切換えられると、第２図中
点線矢印で示されるように、蒸発器１内の蒸気は連通管
２１を通ってアキュムレータ３に流入し、蒸発器１とア
キュムレータ３が連通される。その結果、蒸発器１とア
キュムレータ３の間の圧力差が小さくなり、液戻り管に
設けられたポンプ９によるアキュムレータ３から蒸発器
１への液還流に要する圧力上昇が小さくなる。すなわち
アキュムレータ３から蒸発器１への液還流に要するポン
プ動力が小さくなる。

【００１３】以上のように開閉弁１１と三方弁７の切換
え動作の繰返しにより、熱が蒸発器１から凝縮器２に輸
送されることになる。

【００１４】実施例２． なお、実施例２ではアキュムレータ３が１個の場合につ
いて示したが、図３の断面図に示す実施例２のように複
数個のアキュムレータを使用しても良いことは勿論であ
る。この場合は、３１，３２は第１および第２のアキュ
ムレータ、３３は前記第１および第２のアキュムレータ
３１，３２と連通管２１，液管１３との連通を切換える
４方弁、３４は前記第１および第２のアキュムレータ３
１，３２と液戻り管６との連通を切換える３方弁である
。この実施例２では４方弁３３と３方弁３４流入動作と
還流動作を切換える手段を構成している。

【００１５】この装置の動作は次のように行われる。即
ち、第１のアキュムレータ３１の蒸気相と連通管２１が
連通され、第１のアキュムレータ３１の液相と液戻り管
６が連通され、第２のアキュムレータ３２の蒸気相と液
管５とが連通した第１の状態と、第２のアキュムレータ
３２の蒸気相と連通管２１が連通され、第２のアキュム
レータ３２の液相と液戻り管６が連通され、第１のアキ
ュムレータ３１の蒸気相と液管５とが連通した第２の状
態が交互に適当な時間間隔で繰返される。この場合ポン
プ９は常時運転されている。

【００１６】図３は前記第１の状態を示しており、この
場合蒸発器１で発生した蒸気は蒸気管４を通って、凝縮
器２で冷却されて凝縮する。凝縮した液体は液管５，４
方弁３３，を通って第２のアキュムレータ３２へ流れ込
む作用により熱が蒸発器１から凝縮器２へ輸送される。 この間第１のアキュムレータ３１にある液体はポンプ９
の液駆動作用により、３方弁３４、液戻り管６を通って
蒸発器１へ還流する。次に第２の状態では蒸発器１で発
生した蒸気は凝縮器２で冷却された後、第１のアキュム
レータ３１へ流れ込み、第２のアキュムレータ３２にあ
る液体が蒸発器１へ還流するという点が異なるだけの第
１の状態と全く同様な作用で熱輸送が行われる。この実
施例２の場合も実施例１と同様、還流動作時、蒸発器１
と第１、第２のアキュムレータ３１，３２の間の圧力差
が小さくなり、ポンプ９による液還流に要する圧力上昇
が小さくなる。液還流に要するポンプ動力が小さくなる
。

【００１７】尚、図１〜図３に示した実施例における開
閉弁２５，３方弁２４、３４、４方弁３３の切換えはタ
イムスイッチ等により一定周期で行わせるようにするか
、蒸発器１あるいはアキュムレータ３、３１、３２内の
液面変化を検知して行うようにすると良い。

【００１８】又、以上の実施例ではアキュムレータを１
個あるいは２個使用した場合について説明したが、これ
に限らず複数のアキュムレータを使用したものであって
も良いことは勿論である。

【００１９】さらに、上記実施例では、蒸発器、凝縮器
、ポンプ、アキュムレータからなるサイクルについて説
明したが、蒸発器、凝縮器、吸収器、発生器、ポンプ等
からなる吸収式ヒートポンプにこの発明を適用しても同
等の効果が得られることは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、蒸発
器とアキュムレータとを連通した連通管を設けるととも
に、例えば開方弁、三方弁又は四方弁を設け、これらの
開閉を制御することにより、凝縮器で凝縮された凝縮性
作動流体を上記アキュムレータに流入させる動作と、上
記アキュムレータ内にある作動流体を上記蒸発器へ還流
させる動作とを交互に行わせるようにしたので、上記凝
縮器からアキュムレータを介して蒸発器への液体の還流
を小さな圧力損失で行うことができ、ひいてはポンプ動
力を小さくでき、小さなポンプ動力で動作する電力消費
の小さい熱伝達装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の熱伝達装置を示す構成図
で、第１の状態の動作を表わす。

【図２】この発明の実施例１を示す構成図で、第２の状
態の動作を表わす。

【図３】この発明の実施例２を示す構成図である。

【図４】従来例の熱伝達装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　蒸発器 ２　　凝縮器 ３　　アキュムレータ ９　　ポンプ ２１　　連通管 ２４　　３方弁 ２５　　開閉弁 ３１　　第１のアキュムレータ ３２　　第２のアキュムレータ ３３　　４方弁 ３４　　３方弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蒸発器、凝縮器、アキュムレータ及び
   液体駆動用ポンプを介装したループ状管路を備え、上記
   管路内に熱輸送媒体としての凝縮性作動流体を封入した
   熱伝達装置において、上記凝縮器で凝縮された作動流体
   を上記アキュムレータに流入させる動作と、上記アキュ
   ムレータ内にある作動流体を上記蒸発器へ還流させる動
   作とを交互に行わせる手段を設け、上記アキュムレータ
   と蒸発器の管路の中途に上記液体駆動用ポンプを介装す
   るようにしたことを特徴とする熱伝達装置。