JPH0434076B2 - - Google Patents
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- JPH0434076B2 JPH0434076B2 JP58118874A JP11887483A JPH0434076B2 JP H0434076 B2 JPH0434076 B2 JP H0434076B2 JP 58118874 A JP58118874 A JP 58118874A JP 11887483 A JP11887483 A JP 11887483A JP H0434076 B2 JPH0434076 B2 JP H0434076B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱を一方向のみに流すようにすると
共に所定の温度以上になつたときだけに伝熱する
ようにした熱流の方向性と温度篩分け機能を備え
た伝熱器に係り、さらには、この伝熱器を利用し
た効果的な蓄熱装置並びに熱捕集装置に関する。
共に所定の温度以上になつたときだけに伝熱する
ようにした熱流の方向性と温度篩分け機能を備え
た伝熱器に係り、さらには、この伝熱器を利用し
た効果的な蓄熱装置並びに熱捕集装置に関する。
熱を取り扱う分野において、異種流体間の伝熱
をいかに効率よく達成するかも重要な課題である
が、その伝熱のさいに、所望の熱だけを選択的に
取り出せるようにすると好都合の場合がある。例
えば、一方の流体から他方の流体に伝熱する場合
に、一方の流体の温度が経時変化するような状況
下にあつては、他方の流体への伝熱量も経時変化
して熱機器の効率的な運転ができなくなつたり、
場合によつては、一方の流体の温度が他方のそれ
より低くなるようなことがあると、熱の逆流が生
じて熱機器そのものの機能が崩壊することにもな
りかねない。このことは、一方の流体の温度が経
時変化することのほか、伝熱面積内においてその
場所によつて温度差が生じているようなときにも
当てはまる。すなわちこのような場所によつて温
度差がある熱源から熱を取り出す場合に高温部分
からは熱が取り出せても低温部分では逆に熱の放
熱が生じてしまうこともある。従つて、一方から
他方に伝熱を意図する場合に、一方の状況がどの
ようであろうと、他方で必要とする熱だけを選択
して伝熱できるような熱篩的な一方向性の伝熱面
が形成出来れば、まことに都合がよい。
をいかに効率よく達成するかも重要な課題である
が、その伝熱のさいに、所望の熱だけを選択的に
取り出せるようにすると好都合の場合がある。例
えば、一方の流体から他方の流体に伝熱する場合
に、一方の流体の温度が経時変化するような状況
下にあつては、他方の流体への伝熱量も経時変化
して熱機器の効率的な運転ができなくなつたり、
場合によつては、一方の流体の温度が他方のそれ
より低くなるようなことがあると、熱の逆流が生
じて熱機器そのものの機能が崩壊することにもな
りかねない。このことは、一方の流体の温度が経
時変化することのほか、伝熱面積内においてその
場所によつて温度差が生じているようなときにも
当てはまる。すなわちこのような場所によつて温
度差がある熱源から熱を取り出す場合に高温部分
からは熱が取り出せても低温部分では逆に熱の放
熱が生じてしまうこともある。従つて、一方から
他方に伝熱を意図する場合に、一方の状況がどの
ようであろうと、他方で必要とする熱だけを選択
して伝熱できるような熱篩的な一方向性の伝熱面
が形成出来れば、まことに都合がよい。
本発明はこの要求を満たすことを目的としてな
されたものである。
されたものである。
この要求を満たす伝熱器として、本発明は、気
密空間内に作動流体を封入したセルの多数を、各
セルの一側面が管内流体との熱交換面を形成する
ように、管の外壁に取付けた伝熱器であつて、こ
の管を鉛直方向にしたときの該セルの底内面が水
平面よりも傾斜し且つこの底面を形成する材料の
一部または全部が断熱性の材料から構成された伝
熱器を開発したものである。
密空間内に作動流体を封入したセルの多数を、各
セルの一側面が管内流体との熱交換面を形成する
ように、管の外壁に取付けた伝熱器であつて、こ
の管を鉛直方向にしたときの該セルの底内面が水
平面よりも傾斜し且つこの底面を形成する材料の
一部または全部が断熱性の材料から構成された伝
熱器を開発したものである。
以下にまず本発明の伝熱器の原理並びに構成を
第１図〜第９図に従つて具体的に説明する。
第１図〜第９図に従つて具体的に説明する。
第１図〜第３図は円筒の管１の外壁に独立した
セル２を連設した本発明例を示している。各セル
は、管１の外側に径大の外管３を同軸に配置し、
この管１と外管３との間に傘型の隔壁４を互いに
間隔をあけて同方向に並設することによつて、形
成されている。すなわち、管１を鉛直にして見た
場合、各セル２は、その底面が水平方向とは傾斜
した傘型の隔壁４によつて形成されると共に、そ
の上面も一段上の隔壁４によつて底面と同じ傾斜
をもつて形成され、内側の側壁は管１の外壁面、
外側の側壁は外管３の内壁面によつて形成されて
いる。傘型の隔壁４は熱伝導性の低い材料（断熱
材）例えばプラスチツクス等の合成樹脂を用い、
管１と外管３は熱伝導性の良好な材料例えば金属
を用いて構成する。各セル２の一方の側壁である
管１は一方の伝熱面となり、他方の側壁である外
管３は他方の伝熱面となつて、両伝熱面の間は隔
壁４によつては実質上伝熱しないように構成され
ている。このようにして底上面が傾斜して管１の
周囲に気密に形成された各セル２の中には、作動
流体５（第２〜３図）が封入される。
セル２を連設した本発明例を示している。各セル
は、管１の外側に径大の外管３を同軸に配置し、
この管１と外管３との間に傘型の隔壁４を互いに
間隔をあけて同方向に並設することによつて、形
成されている。すなわち、管１を鉛直にして見た
場合、各セル２は、その底面が水平方向とは傾斜
した傘型の隔壁４によつて形成されると共に、そ
の上面も一段上の隔壁４によつて底面と同じ傾斜
をもつて形成され、内側の側壁は管１の外壁面、
外側の側壁は外管３の内壁面によつて形成されて
いる。傘型の隔壁４は熱伝導性の低い材料（断熱
材）例えばプラスチツクス等の合成樹脂を用い、
管１と外管３は熱伝導性の良好な材料例えば金属
を用いて構成する。各セル２の一方の側壁である
管１は一方の伝熱面となり、他方の側壁である外
管３は他方の伝熱面となつて、両伝熱面の間は隔
壁４によつては実質上伝熱しないように構成され
ている。このようにして底上面が傾斜して管１の
周囲に気密に形成された各セル２の中には、作動
流体５（第２〜３図）が封入される。
第２図と第３図は両方とも第１図に示したのと
同じ伝熱器であるが、上下逆にした状態を示して
いる。すなわち、第２図では、傘型の隔壁４の傾
斜が管１から外側にゆくにつれて上方に傾斜する
ようにこの伝熱器を鉛直にした状態の断面を、第
３図ではこれを上下逆にした状態の断面を、示し
ており、各セル２の底面がこのように傾斜するこ
とになるので、各セル２内の作動流体５の液体分
が第２図では管１の側に、第３図では外管３の側
に重力が集液されることになる。この作動流体５
は、この伝熱器の使用温度で凝縮と蒸発がおこる
ような、水、アルコール類、有機または無機の物
質群から選択する。
同じ伝熱器であるが、上下逆にした状態を示して
いる。すなわち、第２図では、傘型の隔壁４の傾
斜が管１から外側にゆくにつれて上方に傾斜する
ようにこの伝熱器を鉛直にした状態の断面を、第
３図ではこれを上下逆にした状態の断面を、示し
ており、各セル２の底面がこのように傾斜するこ
とになるので、各セル２内の作動流体５の液体分
が第２図では管１の側に、第３図では外管３の側
に重力が集液されることになる。この作動流体５
は、この伝熱器の使用温度で凝縮と蒸発がおこる
ような、水、アルコール類、有機または無機の物
質群から選択する。
この構成によつて、第２図の状態では管１内部
から外管３の外部に向けて、また第３図の状態で
は外管３の外部から管１の内部に向けて、熱流が
一方向性に流れることになる。具体的に説明する
と、まず第２図の場合には、管１の壁面がセル２
内の作動流体を蒸発させるに十分な温度になり且
つ外管３の壁面がセル２内の作動流体を凝縮させ
るような温度となつている状況下では、管１の壁
面でこれに接して滞留している作動流体の液が蒸
発し、その蒸気が外管３の壁面で凝縮して液化し
これが傾斜底面に沿つて再び管１の側に集液する
という一方向性のサイクルを繰り返す。従つて、
例えば管１内の流体から外管３の外に熱を取り出
すのに、この伝熱器を第２図のような状態で使用
すると、この管１内の流体の温度が所定温度以上
になつたときに外管３の外に熱流が流れ、管１内
の流体の温度が外管３の外の温度より低いときに
は、この外から内には（管１内の流体には）熱流
体は実質的に流れないので、この管１内を流す流
体の温度が大きく上下に経時変化するような場合
にあつても、所定温度以上の熱の取り出しが可能
となり、且つ外からこの管１内の流体への熱の移
動は制止できることになる。一方、第３図の場合
には、第２図の場合とは逆に、外管３の外から管
１の方向にしか熱流が流れないので、外管３の外
の温度が経時変化したり、あるいは、上下で温度
差があるような場合にも、所定温度以上の熱だけ
が選択的に且つ一方向的に外管３の外から管１の
中（管内流体）に流れることになる。
から外管３の外部に向けて、また第３図の状態で
は外管３の外部から管１の内部に向けて、熱流が
一方向性に流れることになる。具体的に説明する
と、まず第２図の場合には、管１の壁面がセル２
内の作動流体を蒸発させるに十分な温度になり且
つ外管３の壁面がセル２内の作動流体を凝縮させ
るような温度となつている状況下では、管１の壁
面でこれに接して滞留している作動流体の液が蒸
発し、その蒸気が外管３の壁面で凝縮して液化し
これが傾斜底面に沿つて再び管１の側に集液する
という一方向性のサイクルを繰り返す。従つて、
例えば管１内の流体から外管３の外に熱を取り出
すのに、この伝熱器を第２図のような状態で使用
すると、この管１内の流体の温度が所定温度以上
になつたときに外管３の外に熱流が流れ、管１内
の流体の温度が外管３の外の温度より低いときに
は、この外から内には（管１内の流体には）熱流
体は実質的に流れないので、この管１内を流す流
体の温度が大きく上下に経時変化するような場合
にあつても、所定温度以上の熱の取り出しが可能
となり、且つ外からこの管１内の流体への熱の移
動は制止できることになる。一方、第３図の場合
には、第２図の場合とは逆に、外管３の外から管
１の方向にしか熱流が流れないので、外管３の外
の温度が経時変化したり、あるいは、上下で温度
差があるような場合にも、所定温度以上の熱だけ
が選択的に且つ一方向的に外管３の外から管１の
中（管内流体）に流れることになる。
第４図〜第７図に示した本発明の伝熱器は、前
記第１図〜第３図で説明した伝熱器とその基本原
理並びに構成は変わらないが、管１として、円筒
形状の変わりに、方形のボツクス形状のものを使
用したものである。すなわち、第４図にその全体
図の一例を示すように、全体の外観としては板状
に見える伝熱器を構成するもので、その軸に直角
方向の断面が長方形のボツクス形状となるような
管１を使用し、この管１の広面積側の両側面に、
やはりボツクス形状の外管３を気密に取付けたも
のである。そして、この管１と外管３との間の空
間に傾斜する隔壁４を並設することによつて各々
独立したセル２を構成してあり、この各セル２の
中に前例と同様に作動流体５が封入してある。こ
のセル２の底面と上面を構成する各隔壁４は前例
と同様に断熱材を使用し、その傾斜は、この伝熱
器を鉛直にしたときに管１から離れるに従つて水
平方向よりも上方または下方に一斉に傾くような
傾斜であり、第５図では管１から離れるに従つて
水平方向よりも上方に一斉に傾いた状態を示して
いる。第６図と第７図は、第４〜５図の伝熱器の
縦断面を示しているが、互いに上下逆にした状態
を示している。第６図の状態での作動原理は前記
の第２図の場合と同様であり、第７図の場合は前
記の第３図の場合と同様に機能することになる。
記第１図〜第３図で説明した伝熱器とその基本原
理並びに構成は変わらないが、管１として、円筒
形状の変わりに、方形のボツクス形状のものを使
用したものである。すなわち、第４図にその全体
図の一例を示すように、全体の外観としては板状
に見える伝熱器を構成するもので、その軸に直角
方向の断面が長方形のボツクス形状となるような
管１を使用し、この管１の広面積側の両側面に、
やはりボツクス形状の外管３を気密に取付けたも
のである。そして、この管１と外管３との間の空
間に傾斜する隔壁４を並設することによつて各々
独立したセル２を構成してあり、この各セル２の
中に前例と同様に作動流体５が封入してある。こ
のセル２の底面と上面を構成する各隔壁４は前例
と同様に断熱材を使用し、その傾斜は、この伝熱
器を鉛直にしたときに管１から離れるに従つて水
平方向よりも上方または下方に一斉に傾くような
傾斜であり、第５図では管１から離れるに従つて
水平方向よりも上方に一斉に傾いた状態を示して
いる。第６図と第７図は、第４〜５図の伝熱器の
縦断面を示しているが、互いに上下逆にした状態
を示している。第６図の状態での作動原理は前記
の第２図の場合と同様であり、第７図の場合は前
記の第３図の場合と同様に機能することになる。
第８図と第９図の例は、第１〜３図の場合と同
様に円筒状の管１の外側に底面の傾斜したセル２
を多数取付ける点では共通するが、各セル２の外
側の側面を形成する伝熱面として第１〜３図のよ
うに各セル共通の外管３をとくに設けない例であ
り、通常の伝熱面においてその伝熱面積の増大を
図るために設けられるフインのように、各セル２
を管１の外側に連設した構造を示している。この
フイン状の各セル２は各々独立しており、この中
には、前記同様に作動流体が各々封入される。
様に円筒状の管１の外側に底面の傾斜したセル２
を多数取付ける点では共通するが、各セル２の外
側の側面を形成する伝熱面として第１〜３図のよ
うに各セル共通の外管３をとくに設けない例であ
り、通常の伝熱面においてその伝熱面積の増大を
図るために設けられるフインのように、各セル２
を管１の外側に連設した構造を示している。この
フイン状の各セル２は各々独立しており、この中
には、前記同様に作動流体が各々封入される。
第８図と第９図のいずれの場合にも、管１の壁
が一方の伝熱面となり、外側の他方の伝熱面は
各々のセル２を構成する壁面であつて外部に露出
する面がこれを構成する。そして、この一方の伝
熱面と他方の伝熱面との間の直接的な熱の伝導
（セル２の壁面材を通じての熱の伝導）が生じな
いように、各セル２の底面の一部（図例では底面
は一段下のセルの上面と実質的に共通するから上
面の一部でもある）は断熱材６で構成する。図示
のように、この第８〜９図の伝熱器を鉛直にした
ときに各セル２の底面が管１から離れるに従つて
水平よりも下方に傾斜する状態での使用を意図す
る場合において、各セル２の外側に露出する壁
（外側の伝熱面）で囲われるくぼみ内に作動流体
の液５が受け止められるようにすると、この液と
外側伝熱面との接触面積が増大するので、さらに
は、外側伝熱面自身の面積も増大するので、第１
〜３図の場合よりも、熱交換効率が高まることに
なる。なお、この第８〜９図の伝熱器も、上下逆
にして使用できることは、第１〜３図および第４
〜７図と同様であり、前例と同じ作動原理のもと
で一方から他方への一方向性の熱流を選択的に取
り出すことができる。
が一方の伝熱面となり、外側の他方の伝熱面は
各々のセル２を構成する壁面であつて外部に露出
する面がこれを構成する。そして、この一方の伝
熱面と他方の伝熱面との間の直接的な熱の伝導
（セル２の壁面材を通じての熱の伝導）が生じな
いように、各セル２の底面の一部（図例では底面
は一段下のセルの上面と実質的に共通するから上
面の一部でもある）は断熱材６で構成する。図示
のように、この第８〜９図の伝熱器を鉛直にした
ときに各セル２の底面が管１から離れるに従つて
水平よりも下方に傾斜する状態での使用を意図す
る場合において、各セル２の外側に露出する壁
（外側の伝熱面）で囲われるくぼみ内に作動流体
の液５が受け止められるようにすると、この液と
外側伝熱面との接触面積が増大するので、さらに
は、外側伝熱面自身の面積も増大するので、第１
〜３図の場合よりも、熱交換効率が高まることに
なる。なお、この第８〜９図の伝熱器も、上下逆
にして使用できることは、第１〜３図および第４
〜７図と同様であり、前例と同じ作動原理のもと
で一方から他方への一方向性の熱流を選択的に取
り出すことができる。
第１０図は、本発明の伝熱器の特性を利用する
ことによつて効果的な蓄熱装置並びに熱捕集装置
を構成する例を説明するためのもので、第１０図
の左半分Ａは、水槽８内に本発明の伝熱器９を鉛
直にして挿入して構成した蓄熱装置の例を、また
第１０図の右半分Ｂは、水槽８内に本発明の伝熱
器９を鉛直にして挿入した構成した熱捕集装置の
例を示している。
ことによつて効果的な蓄熱装置並びに熱捕集装置
を構成する例を説明するためのもので、第１０図
の左半分Ａは、水槽８内に本発明の伝熱器９を鉛
直にして挿入して構成した蓄熱装置の例を、また
第１０図の右半分Ｂは、水槽８内に本発明の伝熱
器９を鉛直にして挿入した構成した熱捕集装置の
例を示している。
蓄熱装置を構成する場合には、この第１０図の
左半分Ａに示すように、前記の伝熱器９をその各
セル２の底面が管１から離れるに従つて上方に向
けて水平面よりも傾斜する状態（第２図も第６図
のような状態）にして、蓄熱槽８内の蓄熱媒体例
えば水１１の中に縦にして挿入する。そして、こ
の伝熱器９の管１の内部に熱源流体を通液する。
この熱源流体として、例えば図示のように、太陽
熱集熱器１０を経て加温されるような温度が経時
変化する流体を流すようにすると、この流体の温
度か所定の温度以上になつたときにこの流体から
蓄熱槽内の水に伝熱され、この蓄熱槽内の水温よ
りこの流体温度の方が低くなるような事態が生じ
ても、蓄熱槽内の熱がこの伝熱器９内を通過する
流体に奪われるような熱の逆流現象（放熱現象）
は生じなくなるので、非常に効果的な蓄熱運転が
できる。
左半分Ａに示すように、前記の伝熱器９をその各
セル２の底面が管１から離れるに従つて上方に向
けて水平面よりも傾斜する状態（第２図も第６図
のような状態）にして、蓄熱槽８内の蓄熱媒体例
えば水１１の中に縦にして挿入する。そして、こ
の伝熱器９の管１の内部に熱源流体を通液する。
この熱源流体として、例えば図示のように、太陽
熱集熱器１０を経て加温されるような温度が経時
変化する流体を流すようにすると、この流体の温
度か所定の温度以上になつたときにこの流体から
蓄熱槽内の水に伝熱され、この蓄熱槽内の水温よ
りこの流体温度の方が低くなるような事態が生じ
ても、蓄熱槽内の熱がこの伝熱器９内を通過する
流体に奪われるような熱の逆流現象（放熱現象）
は生じなくなるので、非常に効果的な蓄熱運転が
できる。
またこの種の蓄熱槽では、特別の処置を施す場
合は別として、通常は、槽の下部と上部では熱媒
体（水）に温度差が生じる（下部では低温となり
上部では高温となる）が、このような温度差があ
つたとしても、本蓄熱装置の場合には、たとえ上
部の高温部よりも伝熱器９内の流体温度が低くな
つてもこの蓄熱槽からこの流体への熱の伝導は起
こらず、下部の低温部の水に対してこの流体から
の熱が効果的に伝導されるので、蓄熱運転の効率
の向上はもとより、蓄熱効率を高める点からも非
常に有効に作用する。
合は別として、通常は、槽の下部と上部では熱媒
体（水）に温度差が生じる（下部では低温となり
上部では高温となる）が、このような温度差があ
つたとしても、本蓄熱装置の場合には、たとえ上
部の高温部よりも伝熱器９内の流体温度が低くな
つてもこの蓄熱槽からこの流体への熱の伝導は起
こらず、下部の低温部の水に対してこの流体から
の熱が効果的に伝導されるので、蓄熱運転の効率
の向上はもとより、蓄熱効率を高める点からも非
常に有効に作用する。
より具体的に述べれば、伝熱器９内に流れる流
体の温度が、第１１図のように、所定の温度Ｔを
境にして時間ｔの経過によつて上下に変動して
も、この温度Ｔを越えたときに、各セル２内の管
１の側に集液した作動流体がこの管１の壁面から
の伝熱によつて蒸発するような伝熱器に構成して
おくならば、流体温度がＴ以上になつたときにだ
け、この作動流体が蒸発し、この蒸気が、この温
度Ｔより低温の蓄熱媒体（水）に面する側で凝縮
してその潜熱を放出することになり、第１１図の
斜線を付した部分だけが選択されて、一方向性に
伝熱できることになる。したがつて、太陽熱集熱
器のように、日射時間によつて集熱量が経時変化
する熱源から蓄熱する場合に、この蓄熱装置はま
ことに都合よく蓄熱できることになり、この蓄熱
装置には、温度Ｔよりも高温の熱をどんどん蓄え
ることが可能となる。この場合、たとえ、蓄熱槽
内の水温が伝熱器内の流体温度より高くなつたと
しても（蓄熱運転の続行によつても、あるいは、
浮力による水の上下の温度差によつても、このよ
うな状況が出現する）、この伝熱器９は逆の方向
（蓄熱方向とは逆の方向）には熱を伝導しないか
ら、この伝熱器９を経ての蓄熱の流出（放熱）が
抑制されることは明らかである。太陽熱集熱器に
限らず熱源温度が経時変化するような熱源を利用
して蓄熱することが普通に行われているから、こ
のような熱源からの蓄熱に対して本発明の蓄熱装
置は従来にない効果を発揮することができる。
体の温度が、第１１図のように、所定の温度Ｔを
境にして時間ｔの経過によつて上下に変動して
も、この温度Ｔを越えたときに、各セル２内の管
１の側に集液した作動流体がこの管１の壁面から
の伝熱によつて蒸発するような伝熱器に構成して
おくならば、流体温度がＴ以上になつたときにだ
け、この作動流体が蒸発し、この蒸気が、この温
度Ｔより低温の蓄熱媒体（水）に面する側で凝縮
してその潜熱を放出することになり、第１１図の
斜線を付した部分だけが選択されて、一方向性に
伝熱できることになる。したがつて、太陽熱集熱
器のように、日射時間によつて集熱量が経時変化
する熱源から蓄熱する場合に、この蓄熱装置はま
ことに都合よく蓄熱できることになり、この蓄熱
装置には、温度Ｔよりも高温の熱をどんどん蓄え
ることが可能となる。この場合、たとえ、蓄熱槽
内の水温が伝熱器内の流体温度より高くなつたと
しても（蓄熱運転の続行によつても、あるいは、
浮力による水の上下の温度差によつても、このよ
うな状況が出現する）、この伝熱器９は逆の方向
（蓄熱方向とは逆の方向）には熱を伝導しないか
ら、この伝熱器９を経ての蓄熱の流出（放熱）が
抑制されることは明らかである。太陽熱集熱器に
限らず熱源温度が経時変化するような熱源を利用
して蓄熱することが普通に行われているから、こ
のような熱源からの蓄熱に対して本発明の蓄熱装
置は従来にない効果を発揮することができる。
第１０図の右半身Ｂは、前記の蓄熱の場合と
は、同じ伝熱器ではあるがこれを上下逆にて蓄熱
槽の熱媒体（水）の中に挿入することによつて熱
捕集装置を構成した例を示している。この場合は
前記の蓄熱の場合とは逆の方向の熱流が流れるこ
とになるから、蓄熱槽内の水の温度が経時変化し
たり、上下で温度差が生じても、伝熱器９の管１
内を流れる流体には、所定温度以上の熱が選択的
に捕集できることになる。従つてこの伝熱器９に
通液する流体を熱交換器１２やその他の熱負荷１
３に循環供給する場合に、この熱交換器１２や熱
負荷１３には、必要とする所望温度以上の熱だけ
が供給されることになる。
は、同じ伝熱器ではあるがこれを上下逆にて蓄熱
槽の熱媒体（水）の中に挿入することによつて熱
捕集装置を構成した例を示している。この場合は
前記の蓄熱の場合とは逆の方向の熱流が流れるこ
とになるから、蓄熱槽内の水の温度が経時変化し
たり、上下で温度差が生じても、伝熱器９の管１
内を流れる流体には、所定温度以上の熱が選択的
に捕集できることになる。従つてこの伝熱器９に
通液する流体を熱交換器１２やその他の熱負荷１
３に循環供給する場合に、この熱交換器１２や熱
負荷１３には、必要とする所望温度以上の熱だけ
が供給されることになる。
このように、本発明の伝熱器は、その使用の仕
方によつて、つまり上下逆に使い別けるだけで、
蓄熱効率のよい蓄熱装置または集熱効率のよい熱
捕集装置を作ることができる点で、特異な応用性
がある。
方によつて、つまり上下逆に使い別けるだけで、
蓄熱効率のよい蓄熱装置または集熱効率のよい熱
捕集装置を作ることができる点で、特異な応用性
がある。
第１図は本発明の伝熱器の切り欠き斜視図、第
２図は第１図の伝熱器の部分縦断面図、第３図は
第１図の伝熱器を第２図とは上下逆にした場合の
部分縦断面図、第４図は本発明の伝熱器の他の例
の外観斜視図、第５図は第４図の伝熱器の切り欠
き斜視図、第６図は第５図の伝熱器の部分縦断面
図、第７図は第５図の伝熱器を第６図とは上下逆
にした場合の部分縦断面図、第８図は本発明の伝
熱器の他の例を示す切り欠き縦断面図、第９図は
本発明の伝熱器のさらに他の例を示す切り欠き縦
断面図、第１０図は本発明の伝熱器を使用した蓄
熱装置および熱捕集装置の機器配置状態図、第１
１図は本発明の伝熱器の熱流選択性能を説明する
ための温度と時間の関係図。 １……管、２……セル、３……外管、４……傘
型の隔壁、５……液状の作動流体、６……断熱
材、８……蓄熱槽、９……本発明の伝熱器。
２図は第１図の伝熱器の部分縦断面図、第３図は
第１図の伝熱器を第２図とは上下逆にした場合の
部分縦断面図、第４図は本発明の伝熱器の他の例
の外観斜視図、第５図は第４図の伝熱器の切り欠
き斜視図、第６図は第５図の伝熱器の部分縦断面
図、第７図は第５図の伝熱器を第６図とは上下逆
にした場合の部分縦断面図、第８図は本発明の伝
熱器の他の例を示す切り欠き縦断面図、第９図は
本発明の伝熱器のさらに他の例を示す切り欠き縦
断面図、第１０図は本発明の伝熱器を使用した蓄
熱装置および熱捕集装置の機器配置状態図、第１
１図は本発明の伝熱器の熱流選択性能を説明する
ための温度と時間の関係図。 １……管、２……セル、３……外管、４……傘
型の隔壁、５……液状の作動流体、６……断熱
材、８……蓄熱槽、９……本発明の伝熱器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体が通流する管１の外側に径大の外管３を
同軸的に配置すると共に、該管１と外管３との間
に隔壁４を管軸方向に間隔をあけて並設すること
によつて互いに独立したセル２を該管１の外側に
連設し、各セル２内に作動流体５を封入すると共
に、管１を鉛直方向にしたときに水平面よりも傾
斜した底内面を各セル２が有し、該隔壁４を形成
する材料の一部または全部が断熱性の材料から構
成されている伝熱器。 ２ 気密空間内に作動流体を封入したセルの多数
を、各セルの一側面が管内流体との熱交換面を形
成するように、管の外壁に取付けた伝熱器であつ
て、この管を鉛直方向にしたときの該セルの底内
面が管の外壁から離れるに従つて上方に向けて水
平面よりも傾斜し且つこの底面を形成する材料の
一部または全部が断熱性の材料から構成された伝
熱器を、この器内を流れる流体がこの器内を上下
方向に通過するように、蓄熱槽の中に挿入し、こ
の蓄熱槽内の該伝熱器に、温度が経時変化する流
体を通ずるようにした蓄熱装置。 ３ 気密空間内に作動流体を封入したセルの多数
を、各セルの一側面が管内流体との熱交換面を形
成するように、管の外壁に取付けた伝熱器であつ
て、この管を鉛直方向にしたときの該セルの底内
面が管の外壁から離れるに従つて下方に向けて水
平面よりも傾斜し且つこの底面を形成する材料の
一部または全部が断熱性の材料から構成された伝
熱器を、この器内を流れる流体がこの器内を上下
方向に通過するように、温度が経時変化する熱環
境内に設置した熱捕集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58118874A JPS6011092A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 伝熱器およびこれを利用した蓄熱装置並びに熱捕集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58118874A JPS6011092A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 伝熱器およびこれを利用した蓄熱装置並びに熱捕集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6011092A JPS6011092A (ja) | 1985-01-21 |
| JPH0434076B2 true JPH0434076B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=14747252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58118874A Granted JPS6011092A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 伝熱器およびこれを利用した蓄熱装置並びに熱捕集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011092A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645171Y2 (ja) * | 1987-02-05 | 1994-11-16 | 株式会社フジクラ | ヒ−トパイプ式熱交換器 |
| NL1018449C2 (nl) * | 2001-07-03 | 2003-01-08 | Hei Tech Bv | Warmte-uitwisseling in boilers door middel van warmtepijpen. |
| US6571863B1 (en) * | 2002-08-27 | 2003-06-03 | Compal Electronics, Inc. | Turbulence inducing heat pipe for improved heat transfer rates |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913876B2 (ja) * | 1979-12-10 | 1984-04-02 | 株式会社日立製作所 | 工業用ミシンの制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913876U (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-27 | イ−グル工業株式会社 | 熱交換器 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58118874A patent/JPS6011092A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913876B2 (ja) * | 1979-12-10 | 1984-04-02 | 株式会社日立製作所 | 工業用ミシンの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6011092A (ja) | 1985-01-21 |
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