JPS58198648A - ル−プ型ヒ−トパイプ式太陽熱温水器 - Google Patents
ル−プ型ヒ−トパイプ式太陽熱温水器Info
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- JPS58198648A JPS58198648A JP57080906A JP8090682A JPS58198648A JP S58198648 A JPS58198648 A JP S58198648A JP 57080906 A JP57080906 A JP 57080906A JP 8090682 A JP8090682 A JP 8090682A JP S58198648 A JPS58198648 A JP S58198648A
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- Japan
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- heat
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- loop
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- 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
- F28D15/0266—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 with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ループ型ヒートパイプを有するループ型ヒー
トパイプ式太陽熱温水器に関するものである。
トパイプ式太陽熱温水器に関するものである。
従来のこの種の太陽熱温水器は実開昭６６＝５０９６２
号公報に見られるように、すなわち第２図に示すように
構成されていた。２１は集熱板で、この集熱板２１には
複数本の集熱用パイプ２２が具備されている。２３は集
熱板２１の上方に配置された貯湯タンク、２４は環状の
熱移送パイプで、との熱移送パイプ２４は一方の長手部
２４ａが前記貯湯タンク２３内を貫通し、かつ他方の長
手部２４ｂに前記複数本の集熱用パイプ２２の上端部を
連通させている。また前記複数本の集熱用パイプ２２の
下端部は連通パイプ２５で連通させ、かつ集熱用パイプ
２２内には蒸発性作動液が封入されている。しかしなが
ら、この従来の構成においては、貯湯タンク２３内に位
置する熱移送パイプ？４の一方の長手部２４ａで凝縮し
た作動液は重力によって熱移送パイプ２４内を落下して
くるが、この場合、主に両側に位置する集熱用パイプ２
２内に作動液は流れ込んで、中間の集熱器パイプ２２に
は有効に流れ込まず、また日射量が大きかったり、貯湯
タンク２３内の凝縮部における熱媒体の温度が低い時に
は、集熱用パイプ２２内の作動液の沸騰蒸発が激しく起
こるため、これが凝締嵌化した作動液の集熱用パイプ２
２内への流入を妨げ、ドライアウトと突沸を゛繰返す等
の問題を有するもので、集熱板２１で集熱した熱が貯湯
タンク２３へ有効に搬送されないため、太陽熱温水器の
集熱性能を低下させるという欠点を有するとともに、前
記熱移送パイプ２４内では上昇する作動液の蒸気と、重
力により落下してくる凝縮液とをスムーズに流すために
、熱移送パイプ２４の径を太くする必要があるため、コ
５スト的にも高くつくという欠点を有していた。
号公報に見られるように、すなわち第２図に示すように
構成されていた。２１は集熱板で、この集熱板２１には
複数本の集熱用パイプ２２が具備されている。２３は集
熱板２１の上方に配置された貯湯タンク、２４は環状の
熱移送パイプで、との熱移送パイプ２４は一方の長手部
２４ａが前記貯湯タンク２３内を貫通し、かつ他方の長
手部２４ｂに前記複数本の集熱用パイプ２２の上端部を
連通させている。また前記複数本の集熱用パイプ２２の
下端部は連通パイプ２５で連通させ、かつ集熱用パイプ
２２内には蒸発性作動液が封入されている。しかしなが
ら、この従来の構成においては、貯湯タンク２３内に位
置する熱移送パイプ？４の一方の長手部２４ａで凝縮し
た作動液は重力によって熱移送パイプ２４内を落下して
くるが、この場合、主に両側に位置する集熱用パイプ２
２内に作動液は流れ込んで、中間の集熱器パイプ２２に
は有効に流れ込まず、また日射量が大きかったり、貯湯
タンク２３内の凝縮部における熱媒体の温度が低い時に
は、集熱用パイプ２２内の作動液の沸騰蒸発が激しく起
こるため、これが凝締嵌化した作動液の集熱用パイプ２
２内への流入を妨げ、ドライアウトと突沸を゛繰返す等
の問題を有するもので、集熱板２１で集熱した熱が貯湯
タンク２３へ有効に搬送されないため、太陽熱温水器の
集熱性能を低下させるという欠点を有するとともに、前
記熱移送パイプ２４内では上昇する作動液の蒸気と、重
力により落下してくる凝縮液とをスムーズに流すために
、熱移送パイプ２４の径を太くする必要があるため、コ
５スト的にも高くつくという欠点を有していた。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、ループ形ヒートパイプ
の形状を工夫することにより、経路のパイプを太くする
ことなく、日射量が大きい時でも、また小さい時でも高
い熱搬送性能を確保して、太陽熱温水器の集熱性能を向
上させることを目的とするものである。
の形状を工夫することにより、経路のパイプを太くする
ことなく、日射量が大きい時でも、また小さい時でも高
い熱搬送性能を確保して、太陽熱温水器の集熱性能を向
上させることを目的とするものである。
上記目的を達成するだめの本発明の基本的な構成は、太
陽熱集熱器内に上下部ヘッダ管を複数本の集熱板付きパ
イプで連通させた蒸発部を配設し、かつ凝縮部を熱交換
タンク内に配設したループ型ヒートパ・イブを環状に構
成する場合、蒸発部の上部ヘッダ管と凝縮部の一端を連
通させ、かつ蒸発部の下部ヘッダ管と凝縮部の他端を連
通させて密閉ループを構成したものである。
陽熱集熱器内に上下部ヘッダ管を複数本の集熱板付きパ
イプで連通させた蒸発部を配設し、かつ凝縮部を熱交換
タンク内に配設したループ型ヒートパ・イブを環状に構
成する場合、蒸発部の上部ヘッダ管と凝縮部の一端を連
通させ、かつ蒸発部の下部ヘッダ管と凝縮部の他端を連
通させて密閉ループを構成したものである。
より蒸発部の下部ヘッダ管へと重力により流下し、そし
てこの下部ヘッダ管より複数本の集熱板付きパイプ内へ
均等に供給されることになり、また日射量が太きかった
り、貯湯タンク内の凝縮部における熱媒体の温度が低い
時には、集熱板付きパイプ内の作動液の沸騰蒸発が激し
く起き、発生した気液二相流は上部ヘッダ管に入る時に
断面積の増大効果により気液が分離され、かつ上部ヘッ
ダ管内を作動液の蒸気がスムーズに流れて上昇し、凝縮
部の一端より凝縮部へ至り、そしてこの凝縮部において
は蒸気の液化量が増大するが、凝縮部の他端より蒸発部
の下部ヘッダ管へと重力により流下し、そしてこの下部
ヘッダ管より複数本の集熱板付きパイプ内へ供給される
ため、流下する作動液と上昇する蒸気との衝突は起きず
、その結果、作動液の蒸発部への供給と蒸発部からの蒸
気の流出がスムーズに行なわれるため、ドライアウトや
突沸を防止することができ、また通常の作動時における
圧力損失も低くなるため、高い熱搬送性能を確保するこ
とができ、その結果、太陽熱温水器の集熱性能の向上を
はかることができるものである。
てこの下部ヘッダ管より複数本の集熱板付きパイプ内へ
均等に供給されることになり、また日射量が太きかった
り、貯湯タンク内の凝縮部における熱媒体の温度が低い
時には、集熱板付きパイプ内の作動液の沸騰蒸発が激し
く起き、発生した気液二相流は上部ヘッダ管に入る時に
断面積の増大効果により気液が分離され、かつ上部ヘッ
ダ管内を作動液の蒸気がスムーズに流れて上昇し、凝縮
部の一端より凝縮部へ至り、そしてこの凝縮部において
は蒸気の液化量が増大するが、凝縮部の他端より蒸発部
の下部ヘッダ管へと重力により流下し、そしてこの下部
ヘッダ管より複数本の集熱板付きパイプ内へ供給される
ため、流下する作動液と上昇する蒸気との衝突は起きず
、その結果、作動液の蒸発部への供給と蒸発部からの蒸
気の流出がスムーズに行なわれるため、ドライアウトや
突沸を防止することができ、また通常の作動時における
圧力損失も低くなるため、高い熱搬送性能を確保するこ
とができ、その結果、太陽熱温水器の集熱性能の向上を
はかることができるものである。
以下、本発明の一実施一を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、１は太陽熱集熱器で、この太陽熱
集熱器１は前面に光透過体（図示せず）を配設し、かつ
内部には、底部に敷かれた断熱材２の上にループ型ヒー
トパイプ３の蒸発部４が収納保持されている。６は前記
太陽熱集熱器１の上方に位置して設置された熱交換タン
クで、この熱交換タンク６の内部には前記ループ型ヒー
トパイプ３の凝縮部６を配設している。前記蒸発部４は
、上部ヘッダ管７と、下部ヘッダ管８と、前記上部ヘッ
ダ管７と下部ヘッダ管８とを連通させる複数本の集熱板
９付きパイプ１ｏとによシ構成されている。捷だ前記蒸
発部４の上部ヘッダ管７と凝縮部６の一端とはサプライ
パイプ１１を介して連通させ、かつ蒸発部４の下部へ、
ダ管８と凝縮部６の他端とはリターンパイプ１２を介し
て連通させてループ形ヒートパイプ３の密閉ループを構
成している。１３は水やフロベブタン等の蒸発性作動液
で、この作動液１３は密閉ループ内が真空にされた後、
適量封入される。１４は前記作動液の気泡、１６は前記
熱交換タンク６内に貯められた水等の熱媒体である。
る。第１図において、１は太陽熱集熱器で、この太陽熱
集熱器１は前面に光透過体（図示せず）を配設し、かつ
内部には、底部に敷かれた断熱材２の上にループ型ヒー
トパイプ３の蒸発部４が収納保持されている。６は前記
太陽熱集熱器１の上方に位置して設置された熱交換タン
クで、この熱交換タンク６の内部には前記ループ型ヒー
トパイプ３の凝縮部６を配設している。前記蒸発部４は
、上部ヘッダ管７と、下部ヘッダ管８と、前記上部ヘッ
ダ管７と下部ヘッダ管８とを連通させる複数本の集熱板
９付きパイプ１ｏとによシ構成されている。捷だ前記蒸
発部４の上部ヘッダ管７と凝縮部６の一端とはサプライ
パイプ１１を介して連通させ、かつ蒸発部４の下部へ、
ダ管８と凝縮部６の他端とはリターンパイプ１２を介し
て連通させてループ形ヒートパイプ３の密閉ループを構
成している。１３は水やフロベブタン等の蒸発性作動液
で、この作動液１３は密閉ループ内が真空にされた後、
適量封入される。１４は前記作動液の気泡、１６は前記
熱交換タンク６内に貯められた水等の熱媒体である。
上記構成において動作を説明する。太陽光は太陽熱集熱
器１の前面に配設された光透過体（図示せず）を透過し
て蒸発部４の集熱板９に吸収される。′そして吸収され
た光は熱エネルギーに変換され、かつ集熱板９付きパイ
プ１０に熱伝導されて内部の作動液１３を沸騰蒸発させ
、かつ気化潜熱として奪われて気泡１４を発生する。こ
の気泡１４は前記集熱板９付きパイプ１ｏの内部を気液
二相流となって上昇し、上部へ、ダ管７に達する。そし
て上部ヘッダ管７に達した気液二相流は、断面積の増大
効果により気液が分離され、蒸気のみが上部ヘッダ管７
およびサプライパイプ１１を通って凝縮部６に至り、そ
して熱交換タンク６内に貯められた熱媒体１５に凝縮潜
熱を与えて熱媒体を昇温させる。この凝縮部６で凝縮液
化した作動液は凝縮部６の他端よりリターンパイプ１２
′を通って蒸発部４の下部ヘッダ管８に戻り、各集熱板
９付きパイプ１０に均一に供給され、そしてこのパイプ
１ｏ内で再び蒸発して前述した動作を繰り返すものであ
る。
器１の前面に配設された光透過体（図示せず）を透過し
て蒸発部４の集熱板９に吸収される。′そして吸収され
た光は熱エネルギーに変換され、かつ集熱板９付きパイ
プ１０に熱伝導されて内部の作動液１３を沸騰蒸発させ
、かつ気化潜熱として奪われて気泡１４を発生する。こ
の気泡１４は前記集熱板９付きパイプ１ｏの内部を気液
二相流となって上昇し、上部へ、ダ管７に達する。そし
て上部ヘッダ管７に達した気液二相流は、断面積の増大
効果により気液が分離され、蒸気のみが上部ヘッダ管７
およびサプライパイプ１１を通って凝縮部６に至り、そ
して熱交換タンク６内に貯められた熱媒体１５に凝縮潜
熱を与えて熱媒体を昇温させる。この凝縮部６で凝縮液
化した作動液は凝縮部６の他端よりリターンパイプ１２
′を通って蒸発部４の下部ヘッダ管８に戻り、各集熱板
９付きパイプ１０に均一に供給され、そしてこのパイプ
１ｏ内で再び蒸発して前述した動作を繰り返すものであ
る。
上記動作時において、日射量が大きかったり、熱交換タ
ンク６内の凝縮部６における熱媒体１６の温度が低い時
には、集熱板９付きパイプ１ｏ内の作動液１３の沸騰蒸
発が激しく起き、同パイプ１０内を気液二相流が激しく
上昇するが、作動液はリターンパイプ１２と下部ヘッダ
管８を介して集熱板９付きパイプ１０内に安定して供給
されるため、ドライアウトすることなく、有効に蒸発部
４の熱を奪って上部ヘッダ管７から凝縮部６へと搬送さ
れるだめ、高い熱搬送性能が確保される。
ンク６内の凝縮部６における熱媒体１６の温度が低い時
には、集熱板９付きパイプ１ｏ内の作動液１３の沸騰蒸
発が激しく起き、同パイプ１０内を気液二相流が激しく
上昇するが、作動液はリターンパイプ１２と下部ヘッダ
管８を介して集熱板９付きパイプ１０内に安定して供給
されるため、ドライアウトすることなく、有効に蒸発部
４の熱を奪って上部ヘッダ管７から凝縮部６へと搬送さ
れるだめ、高い熱搬送性能が確保される。
一方、日射量が小さかったり、凝縮部６における熱媒体
１５の温度が高い時には、蒸発部４での作動液１３の蒸
発量が少なく、したがって環流する量も少なくなるが、
下部ヘッダ管８より各集熱板９付きパイプ１０に作動液
は均一に供給されるため、この場合も、有効に蒸発部４
の熱を奪って上部へ、ダ管７から凝縮部６へと搬送され
るため、高い熱搬送性能が確保される。
１５の温度が高い時には、蒸発部４での作動液１３の蒸
発量が少なく、したがって環流する量も少なくなるが、
下部ヘッダ管８より各集熱板９付きパイプ１０に作動液
は均一に供給されるため、この場合も、有効に蒸発部４
の熱を奪って上部へ、ダ管７から凝縮部６へと搬送され
るため、高い熱搬送性能が確保される。
以上のように本発明によれば、ループ型ヒートパイプを
環状に構成する場合、蒸発部の上部ヘッダ管と凝縮部の
一端を連通させ、かつ蒸発部の下部ヘッダ管と凝縮部の
他端を鷹通させて密閉ループを構成しているため、蒸発
部での蒸発量が多い時でも、また少ない時でも、貯湯タ
ンク内の凝縮部で凝縮液化した作動液は下部ヘッダ管よ
り複数の集熱板付きパイプへ均一に供給されることにな
り、その結果、ドライアウトや突沸が防止できるため、
高い熱搬送性能を確保することができ、したがって太陽
熱温水器の集熱性能の向上がはかれるものである。
環状に構成する場合、蒸発部の上部ヘッダ管と凝縮部の
一端を連通させ、かつ蒸発部の下部ヘッダ管と凝縮部の
他端を鷹通させて密閉ループを構成しているため、蒸発
部での蒸発量が多い時でも、また少ない時でも、貯湯タ
ンク内の凝縮部で凝縮液化した作動液は下部ヘッダ管よ
り複数の集熱板付きパイプへ均一に供給されることにな
り、その結果、ドライアウトや突沸が防止できるため、
高い熱搬送性能を確保することができ、したがって太陽
熱温水器の集熱性能の向上がはかれるものである。
また凝縮部へ向かう作動液の蒸気と、蒸発部へ戻る作動
液の還流液とは衝突せ′ず、別の通路を通るため、ルー
プ形ヒートパイプにおいてエントレートメント現象が発
生することはなく、その結果、ヒートパイプの径を細く
することができるため、それによる材料コストが低下す
るたけでなく、その内容積が小さくなるため、作動液の
封入量も少なくでき、したがってコストもその分たけ安
価になるものである。
液の還流液とは衝突せ′ず、別の通路を通るため、ルー
プ形ヒートパイプにおいてエントレートメント現象が発
生することはなく、その結果、ヒートパイプの径を細く
することができるため、それによる材料コストが低下す
るたけでなく、その内容積が小さくなるため、作動液の
封入量も少なくでき、したがってコストもその分たけ安
価になるものである。
第１図は本発明の一実施例を示すループ型ヒートパイプ
式太陽熱温水器の縦断面図、第２図は従来例を示す同温
水器の斜視図である。 １・・・・・・太陽熱集熱器、３・・・・・・ループ型
ヒートパイプ、４・・・・・・蒸発部、６・・・・・・
熱交換タンク、６・・・・・・凝縮部、７・・・・・・
上部ヘッダ管、８・・・・・・下部ヘッダ管、９・・・
・・・集熱板、１ｏ・・・・・・集熱板付きパイフＬ代
理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１図
式太陽熱温水器の縦断面図、第２図は従来例を示す同温
水器の斜視図である。 １・・・・・・太陽熱集熱器、３・・・・・・ループ型
ヒートパイプ、４・・・・・・蒸発部、６・・・・・・
熱交換タンク、６・・・・・・凝縮部、７・・・・・・
上部ヘッダ管、８・・・・・・下部ヘッダ管、９・・・
・・・集熱板、１ｏ・・・・・・集熱板付きパイフＬ代
理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１図
Claims (1)
- 太陽熱集熱器と、この太陽熱集熱器より上方に位置して
設置された熱交換タンクと、前記太陽熱集熱器内に上下
部ヘッダ管を複数本の集熱板付きパイプで連通させた蒸
発部を配設し、かつ凝縮部を熱交換タンク内に配設した
ループ型上−トノくイブとを備え、前記ループ型ヒート
パイプは、蒸発部の上部ヘッダ管と凝縮部の一端を連通
させ、かつ蒸発部の下部ヘッダ管と凝縮部の他端を連通
させて密閉ループを構成したループ型ヒートパイプ式太
陽熱温水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080906A JPS58198648A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | ル−プ型ヒ−トパイプ式太陽熱温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080906A JPS58198648A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | ル−プ型ヒ−トパイプ式太陽熱温水器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198648A true JPS58198648A (ja) | 1983-11-18 |
Family
ID=13731415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080906A Pending JPS58198648A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | ル−プ型ヒ−トパイプ式太陽熱温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198648A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1982
- 1982-05-13 JP JP57080906A patent/JPS58198648A/ja active Pending
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