JPH05692Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、排熱回収装置特にヒートパイプ式
の排熱回収装置に関する。

従来の技術 排熱の有効利用等を図るために用いられるヒー
トパイプ式排熱回収装置は、ヒートパイプの蒸発
部を高温排気通路に、凝縮部を給気通路に配設し
た構造を有し、高温排気通路の熱をヒートパイプ
を介して給気通路に伝達するものとなされてい
る。ところで、かゝる排熱回収装置のように、特
に高温環境下でヒートパイプを使用すると、作動
液蒸気による内圧の異常上昇に起因して、作動液
を収容するヒートパイプ本体が破裂することが起
り得る。

考案が解決しようとする課題 ところが、従来のヒートパイプ式排熱回収装置
では、このような破壊がヒートパイプのどの部分
で生ずるか予測できなかつたゝめ、次のような欠
点があつた。即ち、仮にヒートパイプ本体の給気
通路に臨んだ部分において破壊が生じると、その
衝撃が上記給気通路を介して伝播したり、作動液
の種類によつてはその漏洩により流通空気が汚染
されたりして、事故につながる危険性があつた。
また、給気通路に臨んだ部分以外で破壊が起つた
場合にも、破壊による衝撃伝播や作動液の飛散等
が周辺にも及ぶことから、いずれにせよ安全性の
点で問題を有するものであつた。

この考案はかゝる事情に鑑みてなされたもので
あつて、ヒートパイプの内圧が一定以上上昇した
場合に、該ヒートパイプを特定部位で破壊させる
ことができるとゝもに、かつこの破壊による周辺
への影響をなくした安全性の高いヒートパイプ式
排熱回収装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するためにこの考案に係るヒー
トパイプ式排熱回収装置は、図面の符号を参照し
て示すと、作動液を収容封入するヒートパイプ本
体１の少なくとも一端の軸方向と平行な管壁に、
該管壁の一部切削によつて犠牲的優先破壊部分と
しての薄肉部４が形成されてなるヒートパイプＨ
が、その蒸発部H₁と凝縮部H₂を排熱回収装置本
体６のそれぞれ排気通路と給気通路に臨ませて配
置され、かつ前記ヒートパイプ本体１の薄肉部４
は排熱回収装置本体６の側板９を貫通して前記通
路の外側に突出せられるとゝもに、該薄肉部４を
覆う態様で設けられたカバー１０と側板９とで囲
まれた空気に封鎖されてなることを特徴とするも
のである。

作 用 ヒートパイプＨの内圧が異常に上昇したとき
は、ヒートパイプ本体１に設けた薄肉部４におい
て犠牲的に破壊を生じる。この薄肉部４は排熱回
収装置本体６の側板９を貫通して突出しているか
ら、排気あるいは給気通路内で破壊を生じること
はない。しかも、薄肉部４は側板９とカバー１０
とで囲まれた空間に封鎖されているから、薄肉部
４における破壊の影響は該空間にとゞまり、その
衝撃伝播や作動液の飛散等が周辺に及ぶことがな
い。

実施例 以下、この考案の構成を図示実施例について説
明する。

第２図はこの考案の一実施例に係る排熱回収装
置を示している。同図において、６は排熱回収装
置本体としての支持枠体、７は支持枠体６で囲ま
れた空間を仕切る仕切板、９は支持枠体の周側を
閉塞する側板であり、これらの仕切板７と側板９
によつて、支持枠体６内が高温排気通路と給気通
路とに区画されている。第２図に、高温排気の流
通方向を矢印Ｅで、給気の流通方向を矢印Ｗでそ
れぞれ示す。前記支持枠体６内には、横架状の多
数本のヒートパイプＨが仕切板７を貫通して千鳥
状に配設されている。

第１図は上記ヒートパイプＨの構造を示すもの
である。ヒートパイプＨはヒートパイプ本体１内
に図示しない作動液が収容封入されてなり、さら
に該ヒートパイプ本体１はまつすぐな筒状管体２
と、該管体２の両端に溶接固着された端部閉塞部
材３とで構成されている。そして管体２の凝縮部
側の一端部には、所定長さ領域に亘つて管壁の内
周面が一部切削されることにより、相対的に薄肉
部４を形成したものとなされている。この薄肉部
４は、作動液蒸気圧に対する破壊耐圧の意図的な
低下による犠牲的優先破壊部分として作用せしめ
るためのものである。この実施例では、薄肉部材
４は管体２の一端を内面切削することにより形成
したものを示しているが、薄肉部４を設ける上記
趣旨に照らし、管体２の一端部外周面を切削する
ことによつて形成するものとしても優先破壊の効
果は同じである。あるいは管体２に内面あるいは
外面を溝状に切削することにより形成しても良
い。しかし、いずれの場合にも薄肉部４はヒート
パイプ本体１の軸方向、つまり作動時の蒸気流の
方向と平行な面において形成されなければならな
い。このように、薄肉部４をヒートパイプ本体１
の軸方向と平行な面において形成するのは次の理
由による。即ち、ヒートパイプにおいては、蒸発
部で蒸発した作動液は蒸気流となつてヒートパイ
プ本体内を軸方向に凝縮部へと進行し、凝縮部の
気液界面で凝縮した後さらに進んで端部閉塞部材
３に衝突する。このため、該閉塞部材３は凝縮し
た作動液により肉厚方向へのいわゆるウオーター
ハンマーによる衝撃力を作動中繰返し受ける。こ
のため、閉塞部材３にヒートパイプ本体１の軸方
向と直交して薄肉部を設けると、ヒートパイプ本
体の内圧の異常な上昇に関わりなく前記衝撃力に
よつて薄肉部が破壊する危険があり、内圧異常に
対する犠牲的優先破壊の効果を十分に発揮させる
ことができない。そこで、薄肉部を蒸気流の方向
と平行な面に設けてウオーターハンマーの影響を
なくし、内圧上昇に対して確実に優先破壊の効果
を生じさせることゝしたものである。薄肉部４の
肉厚は所期する破壊耐圧との関係で決定されるべ
きものであるが、この薄肉部４に形成は、単一パ
イプの一端を薄肉状に切削する方法によることに
より、その形成作業を、ヒートパイプとして施す
べき端末加工処理工程に組入れて同時的ないしは
連続的に遂行することができ、短尺の薄肉パイプ
をヒートパイプ本体に溶接して接続するような場
合に較べ、コスト的に有利であるし、さらにまた
作動液の洩れの危険性を減少しうること、溶接ビ
ードによる外観体裁の悪化がないこと等の諸点で
も有利である。

上記のようなヒートパイプ本体１の材質として
は、一般的には銅、アルミニウム、ステンレス鋼
などが作動液との適合性を考慮したうえで用いら
れるが、もとよりこれらに限定されるものではな
い。尚、図中５は管体２の外周面に付設されたフ
インである。

而して、上記のヒートパイプＨは、第２図に示
すように、その蒸発部H₁を排気通路に、凝縮部
H₂を給気通路にそれぞれ臨ませた配置にて、支
持枠体６に取着されている。かつまた、ヒートパ
イプＨの薄肉部形成側の一端部８は支持枠体６の
側板９から支持枠体外へ突出した状態となされて
いる。そして、側板９にはカバー１０が固着さ
れ、これによりヒートパイプＨの薄肉部４を含む
一端部８がカバー１０内に封鎖状態で収容されて
いる。

図示の排熱回収装置において、排気通路を流れ
る高温排気流の熱はヒートパイプＨの蒸発部H₁
から凝縮部H₂に移送され、さらに給気通路を流
れる空気へと移送される。第２図に示す矢印Ｔ
は、このようにして排気流から回収される熱の移
動方向を示すものである。而して、ヒートパイプ
Ｈの内圧が異常に増大したときは、ヒートパイプ
Ｈの一端薄肉部４において犠牲優先的に破壊を生
じるが、該薄肉部４はカバー１０内に封鎖されて
いるから、破壊時の衝撃や作動液の飛散漏洩等は
カバー１０内に留めることができ、破壊時の衝撃
の外部への伝播や作動液による空気汚染等の危険
性を解消しうる。

尚、以上の実施例においては、ヒートパイプ本
体１の管体２の一端に薄肉部４を形成したものを
示したが、他端や両端に形成しても良いことは勿
論である。またヒートパイプ本体１は、管体２の
両端に閉塞部材３が固着されてなるものに限定さ
れるものではなく、薄肉部形成位置の外側におい
て管体の両端をスピニング加工等により半球状に
加工して閉塞したものであつても良い。

考案の効果 以上説明したように、この考案に係るヒートパ
イプ式排熱回収装置は、まず第１に、使用するヒ
ートパイプがヒートパイプ本体の少なくとも一端
に犠牲的優先破壊部分としての薄肉部の形成され
たものであるから、ヒートパイプの破壊箇所をヒ
ートパイプ本体の端部に特定することができる。
さらに、この端部を排熱回収装置本体の側板から
突出させたから、排気あるいは給気通路内で破壊
を生じることはない。かつまた、薄肉部はこれを
側板とカバーとで囲まれた空間に封鎖したから、
薄肉部において破壊が生じてもその衝撃伝播や作
動液の飛散漏洩等の破壊の影響をカバー内の空間
にとゞめることができ、周辺への影響波及を防止
できる。その結果、ヒートパイプの破壊に対して
安全性の極めて高い排熱回収装置となしうる。

しかもまた、薄肉部はヒートパイプ本体の軸方
向と平行な管壁に形成されてなるから、薄肉部が
蒸発部側に形成されている場合は勿論のこと、凝
縮部側に形成されている場合においても蒸気流の
方向と薄肉部とが平行であるため、端部閉塞部材
の閉塞底部に薄肉部を形成した場合のように凝縮
した作動液が衝突するいわゆるウオーターハンマ
ーによる衝撃力を受けることがない。従つて内圧
の異常な上昇に対してのみ薄肉部を犠牲優先的に
確実に破壊させることができる。

更にまた、上記の犠牲的優先破壊部としての薄
肉部は、ヒートパイプ本体の管壁を一部切削する
ことによつて形成されたものであるから、要求さ
れる犠牲的破壊強度に対し、薄肉部の肉厚を変化
させることで容易に対応することができると共
に、その形成加工もヒートパイプの端末加工処理
工程に組入れて容易に行うことができ、製造コス
ト上有利であり、かつ内部に封入される作動液の
洩れのおそれもないものとなしうる、等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の排熱回収装置に用いたヒー
トパイプの要部の縦断面図、第２図はこの考案に
係る排熱回収装置の一例を、カバーの一部を切欠
いて示した斜視図である。 Ｈ……ヒートパイプ、１……ヒートパイプ本
体、２……管体、４……薄肉部、６……支持枠体
（排熱回収装置本体）、９……側板、１０……カバ
ー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作動液を収容封入するヒートパイプ本体１の少
   なくとも一端の軸方向と平行な管壁に、該管壁の
   一部切削によつて犠牲的優先破壊部分としての薄
   肉部４が形成されてなるヒートパイプＨが、その
   蒸発部H₁と凝縮部H₂を排熱回収装置本体６のそ
   れぞれ排気通路と給気通路に臨ませて配置され、
   かつ前記ヒートパイプ本体１の薄肉部４は排熱回
   収装置本体６の側板９を貫通して前記通路の外側
   に突出せられるとゝもに、該薄肉部４を覆う態様
   で設けられたカバー１０と側板９とで囲まれた空
   間に封鎖されてなることを特徴とするヒートパイ
   プ式排熱回収装置。