JPH0820192B2 - 逆熱サイフォンヒートパイプ - Google Patents
逆熱サイフォンヒートパイプInfo
- Publication number
- JPH0820192B2 JPH0820192B2 JP5201916A JP20191693A JPH0820192B2 JP H0820192 B2 JPH0820192 B2 JP H0820192B2 JP 5201916 A JP5201916 A JP 5201916A JP 20191693 A JP20191693 A JP 20191693A JP H0820192 B2 JPH0820192 B2 JP H0820192B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- evaporator
- condenser
- main evaporator
- fluid
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- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外部から動力を加える
ことなく高所にある熱源から熱を取り出し、熱源よりも
低い位置で熱を放出することのできる逆熱サイフォンヒ
ートパイプに関するものであり、特に、太陽熱利用温水
器や、各種産業プロセスから排出される排熱を作動液の
相変化を利用して回収し、熱源よりも低い位置に回収熱
を輸送するための機器において利用するのに適した逆熱
サイフォンヒートパイプに関するものである。
ことなく高所にある熱源から熱を取り出し、熱源よりも
低い位置で熱を放出することのできる逆熱サイフォンヒ
ートパイプに関するものであり、特に、太陽熱利用温水
器や、各種産業プロセスから排出される排熱を作動液の
相変化を利用して回収し、熱源よりも低い位置に回収熱
を輸送するための機器において利用するのに適した逆熱
サイフォンヒートパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、作動液の相変化を利用し
て熱を輸送できる熱移動素子として、ヒートパイプがあ
る。このヒートパイプにおいて、トップヒートモードで
熱を上方から下方に移動することができる距離は高々３
０ｃｍ程度であり、産業規模で熱を多量かつ数ｍはなれ
た上方から下方へ効率的に輸送することはできない。こ
れは、主として、凝縮器側で凝縮した作動液を加熱蒸発
側に戻すために重力を利用できず、作動液を何らかの手
段により重力に抗して加熱蒸発側に移送する必要がある
ことに起因している。この問題を解決するためには、作
動液の移送のために外部から何らかの動力を加えればよ
いが、かかる動力を使用すると、熱の効率的な移送を行
うことが困難になる。そのため、外部から動力を加える
ことなく、高所より数メートル離れた低い場所へ熱を効
率的に輸送できる熱移動素子の開発が強く要望されてい
る。
て熱を輸送できる熱移動素子として、ヒートパイプがあ
る。このヒートパイプにおいて、トップヒートモードで
熱を上方から下方に移動することができる距離は高々３
０ｃｍ程度であり、産業規模で熱を多量かつ数ｍはなれ
た上方から下方へ効率的に輸送することはできない。こ
れは、主として、凝縮器側で凝縮した作動液を加熱蒸発
側に戻すために重力を利用できず、作動液を何らかの手
段により重力に抗して加熱蒸発側に移送する必要がある
ことに起因している。この問題を解決するためには、作
動液の移送のために外部から何らかの動力を加えればよ
いが、かかる動力を使用すると、熱の効率的な移送を行
うことが困難になる。そのため、外部から動力を加える
ことなく、高所より数メートル離れた低い場所へ熱を効
率的に輸送できる熱移動素子の開発が強く要望されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、作動液の相変化を利用するヒートパイプの特徴を生
かしつつ、且つ外部から動力を加えることなく、高所よ
り数メートル離れた低い場所へ熱を効率的に輸送できる
ようにするための手段を提供することにある。
は、作動液の相変化を利用するヒートパイプの特徴を生
かしつつ、且つ外部から動力を加えることなく、高所よ
り数メートル離れた低い場所へ熱を効率的に輸送できる
ようにするための手段を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の逆熱サイフォンヒートパイプは、高温熱源に
よって内部の作動液を加熱蒸発させる主蒸発器と、上記
主蒸発器よりも低い位置に設置され、主蒸発器中におい
て発生した蒸気が下降管の流下により送り込まれて凝縮
する凝縮器と、凝縮器で凝縮した作動液を吸引するイン
ゼクターに、上記熱源の一部を用いて発生させた蒸気を
駆動流体として導入し、上記凝縮器で凝縮した作動液を
主蒸発器に還流させる作動液の還流装置とを備えること
により構成される。
の本発明の逆熱サイフォンヒートパイプは、高温熱源に
よって内部の作動液を加熱蒸発させる主蒸発器と、上記
主蒸発器よりも低い位置に設置され、主蒸発器中におい
て発生した蒸気が下降管の流下により送り込まれて凝縮
する凝縮器と、凝縮器で凝縮した作動液を吸引するイン
ゼクターに、上記熱源の一部を用いて発生させた蒸気を
駆動流体として導入し、上記凝縮器で凝縮した作動液を
主蒸発器に還流させる作動液の還流装置とを備えること
により構成される。
【０００５】上記作動液の還流装置は、主蒸発器と独立
した蒸発器を備え、この蒸発器において発生させた蒸気
が駆動流体として導入されるインゼクターの吐出側の液
溜に、作動液を主蒸発器に還流させる連絡管と、逆止弁
を通して上記蒸発器に作動液を戻す連絡管とを分岐させ
て接続した構成とすることができる。
した蒸発器を備え、この蒸発器において発生させた蒸気
が駆動流体として導入されるインゼクターの吐出側の液
溜に、作動液を主蒸発器に還流させる連絡管と、逆止弁
を通して上記蒸発器に作動液を戻す連絡管とを分岐させ
て接続した構成とすることができる。
【０００６】
【作用】上記逆熱サイフォンヒートパイプにおいては、
高温の熱源によって主蒸発器の作動液が加熱されて蒸発
し、その蒸気が低い位置にある凝縮器に下降管の流下に
より送り込まれて凝縮し、それによって主蒸発器側から
凝縮器側への熱移送が行われる。この熱移送は、作動液
の相変化を伴うために極めて能率的に行われ、しかも下
降管における蒸気の流下により熱の移送を行うので、そ
の移送のための動力を必要としない。作動液の還流装置
は、凝縮器で凝縮した作動液を吸引して主蒸発器に還流
させるもので、高温熱源の一部を利用して作動液を加熱
することにより蒸気を発生せしめ、この蒸気を駆動流体
としてインゼクターに導入し、凝縮器の作動液を吸引す
る。上記インゼクターにおいては、吸引された作動液が
駆動流体と共に液溜に流入せしめられ、主蒸発器と還流
装置に分配される。このような動作により、作動液の相
変化を利用するヒートパイプの特徴を生かしつつ、且つ
外部から動力を加えることなく、凝縮器における凝縮液
をその凝縮器よりも高い位置に設けられた主蒸発器へ連
続的に還流させることができ、結果的に、高所より数メ
ートル離れた低い場所へ熱が連続的に、且つ効率的に輸
送される。
高温の熱源によって主蒸発器の作動液が加熱されて蒸発
し、その蒸気が低い位置にある凝縮器に下降管の流下に
より送り込まれて凝縮し、それによって主蒸発器側から
凝縮器側への熱移送が行われる。この熱移送は、作動液
の相変化を伴うために極めて能率的に行われ、しかも下
降管における蒸気の流下により熱の移送を行うので、そ
の移送のための動力を必要としない。作動液の還流装置
は、凝縮器で凝縮した作動液を吸引して主蒸発器に還流
させるもので、高温熱源の一部を利用して作動液を加熱
することにより蒸気を発生せしめ、この蒸気を駆動流体
としてインゼクターに導入し、凝縮器の作動液を吸引す
る。上記インゼクターにおいては、吸引された作動液が
駆動流体と共に液溜に流入せしめられ、主蒸発器と還流
装置に分配される。このような動作により、作動液の相
変化を利用するヒートパイプの特徴を生かしつつ、且つ
外部から動力を加えることなく、凝縮器における凝縮液
をその凝縮器よりも高い位置に設けられた主蒸発器へ連
続的に還流させることができ、結果的に、高所より数メ
ートル離れた低い場所へ熱が連続的に、且つ効率的に輸
送される。
【０００７】
【実施例】図１の模式図は、本発明に係る逆熱サイフォ
ンヒートパイプの一実施例を原理的に示すものである。
このヒートパイプは、高温の熱源４によって内部の作動
液を加熱蒸発させる主蒸発器１と、主蒸発器１中におい
て発生した蒸気が下降管の流下により送り込まれる凝縮
器２と、上記熱源４の一部を利用して発生させた蒸気を
用いて上記凝縮器２で凝縮した作動液を吸引し、主蒸発
器１に還流させる還流装置３を備えている。凝縮器２
は、高い位置に設けられた主蒸発器１より数メートル離
れた低い位置に設置され、作動液の還流装置３は、その
低い位置にある凝縮器２で凝縮した作動液を吸引して主
蒸発器１に還流させる機能を有するものである。
ンヒートパイプの一実施例を原理的に示すものである。
このヒートパイプは、高温の熱源４によって内部の作動
液を加熱蒸発させる主蒸発器１と、主蒸発器１中におい
て発生した蒸気が下降管の流下により送り込まれる凝縮
器２と、上記熱源４の一部を利用して発生させた蒸気を
用いて上記凝縮器２で凝縮した作動液を吸引し、主蒸発
器１に還流させる還流装置３を備えている。凝縮器２
は、高い位置に設けられた主蒸発器１より数メートル離
れた低い位置に設置され、作動液の還流装置３は、その
低い位置にある凝縮器２で凝縮した作動液を吸引して主
蒸発器１に還流させる機能を有するものである。
【０００８】上記主蒸発器１は、容器１０内に作動液５
を収容し、高温の熱源４によってその作動液５が加熱さ
れるようにしたものであり、加熱により発生した蒸気６
は、容器１０の上部に接続した下降管１１を経て凝縮器
２に送られる。凝縮器２は、冷却用流体２１の容器２０
に凝縮管２２を収めることにより構成し、容器２０に
は、冷却用流体２１を流入させる冷却流体入口２３及び
同流体を流出させる冷却流体出口２４を設けている。ま
た、上記主蒸発器１の下降管１１には、流れ方向を一方
向（下降管１１とは反対の側）とする逆止弁２５を介し
て上記凝縮管２２を接続し、さらに、その先端には作動
液を還流させる上昇管２６を接続している。したがっ
て、下降管１１を通して流下した蒸気６は逆止弁２５を
通して凝縮管２２に流れ、冷却用流体２１により冷却さ
れて凝縮し、液体に戻って還流される。その結果、主蒸
発器１から凝縮器２への熱移送が行われる。
を収容し、高温の熱源４によってその作動液５が加熱さ
れるようにしたものであり、加熱により発生した蒸気６
は、容器１０の上部に接続した下降管１１を経て凝縮器
２に送られる。凝縮器２は、冷却用流体２１の容器２０
に凝縮管２２を収めることにより構成し、容器２０に
は、冷却用流体２１を流入させる冷却流体入口２３及び
同流体を流出させる冷却流体出口２４を設けている。ま
た、上記主蒸発器１の下降管１１には、流れ方向を一方
向（下降管１１とは反対の側）とする逆止弁２５を介し
て上記凝縮管２２を接続し、さらに、その先端には作動
液を還流させる上昇管２６を接続している。したがっ
て、下降管１１を通して流下した蒸気６は逆止弁２５を
通して凝縮管２２に流れ、冷却用流体２１により冷却さ
れて凝縮し、液体に戻って還流される。その結果、主蒸
発器１から凝縮器２への熱移送が行われる。
【０００９】作動液の還流装置３は、前記高温熱源４の
一部を利用して容器３０内の作動液５を加熱することに
より蒸気６を発生せしめ、この蒸気を駆動流体としてイ
ンゼクター３１に導入し、凝縮器２で凝縮した作動液５
を吸引させて、その凝縮器２よりも高い位置に設けられ
た主蒸発器１へ還流させるもので、インゼクター３１用
の蒸気量を調節するため、主蒸発器１とは独立した蒸発
器を備えている。上記作動液の還流のため、インゼクタ
ー３１は、その吸入側に凝縮器２からの上昇管２６を接
続すると共に、その吐出側に連絡管３２を介して液溜３
３を接続し、さらに、この液溜３３は、流量調節弁３５
を備えた連絡管３４を経て、主蒸発器１に連通する連絡
管３６と、逆止弁３８を有する連絡管３７とに分岐させ
て接続している。逆止弁３８は、その流れ方向を、液溜
３３から連絡管３４側を通して流れる作動液５を容器３
０に戻す方向とするものである。
一部を利用して容器３０内の作動液５を加熱することに
より蒸気６を発生せしめ、この蒸気を駆動流体としてイ
ンゼクター３１に導入し、凝縮器２で凝縮した作動液５
を吸引させて、その凝縮器２よりも高い位置に設けられ
た主蒸発器１へ還流させるもので、インゼクター３１用
の蒸気量を調節するため、主蒸発器１とは独立した蒸発
器を備えている。上記作動液の還流のため、インゼクタ
ー３１は、その吸入側に凝縮器２からの上昇管２６を接
続すると共に、その吐出側に連絡管３２を介して液溜３
３を接続し、さらに、この液溜３３は、流量調節弁３５
を備えた連絡管３４を経て、主蒸発器１に連通する連絡
管３６と、逆止弁３８を有する連絡管３７とに分岐させ
て接続している。逆止弁３８は、その流れ方向を、液溜
３３から連絡管３４側を通して流れる作動液５を容器３
０に戻す方向とするものである。
【００１０】したがって、容器３０内の作動液５を熱源
４で加熱することにより発生した蒸気６を駆動流体とし
てインゼクター３１に導入し、連絡管３２を経て液溜３
３に流入させると、前記上昇管２６を通して凝縮器２の
作動液５が吸引されて上記駆動流体と共に液溜３３に流
入し、流量調節弁３５を有する連絡管３４を経て、主蒸
発器１と還流装置３に分配される。
４で加熱することにより発生した蒸気６を駆動流体とし
てインゼクター３１に導入し、連絡管３２を経て液溜３
３に流入させると、前記上昇管２６を通して凝縮器２の
作動液５が吸引されて上記駆動流体と共に液溜３３に流
入し、流量調節弁３５を有する連絡管３４を経て、主蒸
発器１と還流装置３に分配される。
【００１１】上記構成を有する逆熱サイフォンヒートパ
イプにおいては、高温の熱源４によって主蒸発器１の内
部の作動液５が加熱されて蒸発し、その蒸気が下降管１
１を経て低い位置にある凝縮器２の凝縮管２２に送り込
まれ、冷却用流体２１により冷却されて凝縮し、それに
よって主蒸発器１側から凝縮器２側への熱移送が行われ
る。凝縮器２の入口の適当な位置に設けた逆止弁は、作
動液の逆流を防ぎ、作動液の循環を円滑に行わせるもの
である。
イプにおいては、高温の熱源４によって主蒸発器１の内
部の作動液５が加熱されて蒸発し、その蒸気が下降管１
１を経て低い位置にある凝縮器２の凝縮管２２に送り込
まれ、冷却用流体２１により冷却されて凝縮し、それに
よって主蒸発器１側から凝縮器２側への熱移送が行われ
る。凝縮器２の入口の適当な位置に設けた逆止弁は、作
動液の逆流を防ぎ、作動液の循環を円滑に行わせるもの
である。
【００１２】作動液の還流装置３は、高温熱源４の一部
を利用して、蒸発器を構成する容器３０内の作動液５を
加熱することにより蒸気６を発生せしめ、この蒸気６を
駆動流体としてインゼクター３１に導入し、凝縮器２で
凝縮した作動液５を上昇管２６を通して吸引し、主蒸発
器１に連続的に還流させる。その際、インゼクター３１
においては、蒸発器からの駆動流体と共に、上昇管２６
を通して吸引された作動液５が連絡管３２を経て液溜３
３に流入せしめられ、その作動液が流量調節弁３５を有
する連絡管３４を経て、主蒸発器１と還流装置３に連続
的に分配供給される。その結果、外部から動力を加える
ことなく、凝縮器２における凝縮液をその凝縮器２より
も高い位置に設けられた主蒸発器１へ還流させることが
できる。しかも、凝縮液の還流に利用した熱は主蒸発器
に戻るので、熱を無駄にすることもない。
を利用して、蒸発器を構成する容器３０内の作動液５を
加熱することにより蒸気６を発生せしめ、この蒸気６を
駆動流体としてインゼクター３１に導入し、凝縮器２で
凝縮した作動液５を上昇管２６を通して吸引し、主蒸発
器１に連続的に還流させる。その際、インゼクター３１
においては、蒸発器からの駆動流体と共に、上昇管２６
を通して吸引された作動液５が連絡管３２を経て液溜３
３に流入せしめられ、その作動液が流量調節弁３５を有
する連絡管３４を経て、主蒸発器１と還流装置３に連続
的に分配供給される。その結果、外部から動力を加える
ことなく、凝縮器２における凝縮液をその凝縮器２より
も高い位置に設けられた主蒸発器１へ還流させることが
できる。しかも、凝縮液の還流に利用した熱は主蒸発器
に戻るので、熱を無駄にすることもない。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の逆熱サイフォンヒートパイプによれば、作動液の相
変化を利用するヒートパイプの特徴を生かしつつ、且つ
外部から動力を加えることなく、高所より数メートル離
れた低い場所へ熱を連続的に、且つ効率的に輸送するこ
とができ、したがって通常のヒートパイプが利用できな
い領域においても使用することができる。
明の逆熱サイフォンヒートパイプによれば、作動液の相
変化を利用するヒートパイプの特徴を生かしつつ、且つ
外部から動力を加えることなく、高所より数メートル離
れた低い場所へ熱を連続的に、且つ効率的に輸送するこ
とができ、したがって通常のヒートパイプが利用できな
い領域においても使用することができる。
【図１】本発明の一実施例の原理的構成を示す模式的断
面図である。
面図である。
１ 主蒸発器、 ２ 凝縮器、 ３ 還流装置、 ４ 熱源、 ５ 作動液、 ６ 蒸気、 ２５，３８ 逆止弁、 ３１ インゼクター、 ３３ 液溜、 ３２，３４，３６，３７ 連絡管。
Claims (2)
- 【請求項１】高温熱源によって内部の作動液を加熱蒸発
させる主蒸発器と、 上記主蒸発器よりも低い位置に設置され、主蒸発器中に
おいて発生した蒸気が下降管の流下により送り込まれて
凝縮する凝縮器と、 凝縮器で凝縮した作動液を吸引するインゼクターに、上
記熱源の一部を用いて発生させた蒸気を駆動流体として
導入し、上記凝縮器で凝縮した作動液を主蒸発器に還流
させる作動液の還流装置と、 を備えたことを特徴とする逆熱サイフォンヒートパイ
プ。 - 【請求項２】作動液の還流装置に、主蒸発器と独立した
蒸発器を備え、この蒸発器において発生させた蒸気が駆
動流体として導入されるインゼクターの吐出側の液溜
に、作動液を主蒸発器に還流させる連絡管と、逆止弁を
通して上記蒸発器に作動液を戻す連絡管とを分岐させて
接続した、ことを特徴とする請求項１に記載の逆熱サイ
フォンヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201916A JPH0820192B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 逆熱サイフォンヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201916A JPH0820192B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 逆熱サイフォンヒートパイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735487A JPH0735487A (ja) | 1995-02-07 |
| JPH0820192B2 true JPH0820192B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16448933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201916A Expired - Lifetime JPH0820192B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 逆熱サイフォンヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820192B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61149792A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | 熱伝達装置 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP5201916A patent/JPH0820192B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735487A (ja) | 1995-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |