JPS6044767A - 錠環集熱システム - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は動力を必要としないで熱媒体を循環させる循環
集熱システムに関する。

（ロ）従来技術 フランスのＢｅｒｎｉｅｒ氏は第１図の如き自動循環集
熱システムを提案している。このシステムは第１タンク
（１）と、この夕／りよシも下位に設けた第２タンク（
２）と、第１タンク（１１と第２タンク（２）との気相
部間を連結した第１熱媒体管路（３）と、この第１熱媒
体管路（３）の熱媒体流れを導通、遮断する仕切弁（４
）と、上記両タンク（１）（２３より下位に設は第１タ
ンク（１）から延びて第１タンクへの熱媒体の逆流を阻
止する第１逆止弁（５）と熱源（６）とを介して第２タ
ンク（２）の下部に連結した第２熱媒体管路（７）と、
上記両タンク（１）（２１より下位に設は第２熱媒体管
路（７）の第１タンク（１）と第１逆止弁（５）との間
から延びて蓄熱槽叫と第２タンク（２）への熱媒体の逆
流を阻止する第２逆止弁（８）を介して第２タンク（２
）の下部に連結した第３熱媒体管路（９）とからなるも
のでアシ、以下の如く動作する。

即ち、上記のシステム中には熱媒体が液とじて第２タン
ク（２）の上端まで満されていて、熱源（６）によシ加
熱されると熱媒体は蒸発もしくは沸騰し、島 発生蒸気は第２媒体管路（７）の一部（７ａ）を経由し
て第２タンク（２）内に流入する。ここで第１、第２タ
ンク［ＩＨ２）が周囲から断熱され、仕切弁（４）が閉
じているので、第２タンク（２）内の熱媒体が加熱され
温度が上昇する。この熱媒体の加熱の進行につれ第１図
に示す如く蒸気圧差によシ第２タンク（２）液位が低下
し、第１タンク（１）の液位が上昇する。

この時第２タンク（２を内の高温熱媒体は第３熱媒体管
路（９）の一部（９ａ）によシ第２逆止弁（８）を経て
蓄熱槽＋１（ｌの熱交換部（１０ａ）に流入し蓄熱槽回
内の水等を加熱し自ら低温化された後、第３熱媒体管路
の一部（９ｂ）、分岐部圓および第２熱媒体管路の一部
（７ｂ）を経て第１タンク（１）に流入する。

更に、熱源（６）による熱媒体の加熱が進み第１タンク
（１）内が熱媒体で満されると、仕切弁（４）が開かれ
第１熱媒体管路（３）を通して第１タンク（１）内と第
２タンク（２）内との熱媒体が混合し等正比され、重力
差によシ第１タンク（１）内の液位が下がシ、第１タン
ク（１）の熱媒体が第２熱媒体管路（７Ｊによシ第１逆
止弁（５）と熱源（６］を経て第２タンク（２）に流入
し、第２タンク（２）内の液位が上昇し元の液位に戻る
。

このように熱源（６）における熱媒体の加熱によって熱
媒体が熱源（６）−第２タンク（２Ｊ＝Ｗ熱槽ｆｉｌ−
第１タンク（１）→熱源（６）という循環を繰り返し、
熱源（６）から蓄熱種明への熱移動が循環ポンプを使用
せず行なわれる。

尚、上記において、熱源ｆ６１としては太陽集熱器等が
用いられる。

ところで、上記の従来構造に依れば第２タンク（２）加
圧時、第１タンク（１１も第２タンク（２）の圧力から
熱媒体が系内を流れて時の圧損と液位上昇による位置エ
ネルギーに相当する圧力を差し引いた圧力で加圧され、
第１タンク（１）内の気相部が断熱圧縮されこれによシ
温度上昇を伴う為に、第１タンク（１）内の蒸気は徐々
にしか凝縮せず、液位上昇が緩慢となる。その結果大流
量を循環させることができないものであった。

（ハ）発明の目的 本発明は上記の問題に鑑み第１タンク内での熱媒体の凝
縮速度を速くすることにょシ、熱媒体の循環流量を増大
させることを目的とする。

に）発明の構成 本発明の構成は周囲から断熱された第１タンクと、この
タンクよシも下位に設けられ周囲から断熱された第２タ
ンクと、第１タンクと第２タンクとの気相部間を連通し
た第１熱媒体管路と、この第１熱媒体管路の熱媒体流れ
を導通、遮断する仕切弁と、上記両タンクよシ下位に設
け、第１タンクへの熱媒体の逆流を阻止する第１逆止弁
と熱源とを介設し第１タンク下部と第２タンクとを連通
した第２熱媒体管路と、上記両タンクよシ下位に設は蓄
熱槽と第２タンクへの熱媒体の逆流を阻止する第２逆止
弁を介設し第１タンクと第２タンク下部とを連通した第
３熱媒体管路からなるものにおいて、第３熱媒体管路の
第１タンク側端部に熱媒体液の分散噴出機構を備え、こ
の機構を第１タンク内の気相部に位置させたものでアシ
、分散噴出機構から低温の熱媒体液がシャワー状に噴出
され液相と気相との熱交換が促坦され、蒸気の冷却が効
果的に行なわれ、第１タンクの加圧時蒸気の凝縮速度が
速くなる。

に）発明の効果 上記の如く構成される本発明に依れば第１タンクの蒸気
の凝縮速度が従来に比較して速くなる結果、液位変化を
速くでき、結果として従来に比較して熱媒体の循環流量
を増大でき、熱移動量を増加させることができる。

る。第１図の従来例と異なるのは第３熱媒体管路（９）
と第１タンク（１）の内部のみでう〕、その他は同様で
あるので説明を省略する。第３図及び第４図において、
αａは第１タンク（１）の外壁で周囲は図示し々い断熱
林にて包囲される。０は第３熱媒体管路（９）の端部で
、第２熱媒体管路（７）と独立して第１タンク（１）内
の気相部（へ）に開口し、この開口端に液状熱媒体をシ
゛ワー状に噴出する分散噴出機構α滲を八 装備しており、この機構を構成する中空体（１４ａ）の
壁面には小径の噴出口ａ５１・・・が多数穿設されてい
る。又叫は第１タンク（１）内の液層部■から気層部（
６）にわたって上下に、かつ第３熱媒体管路（９）の端
部０３周囲に螺旋状に巻装された熱伝導率の良好な板体
からなる熱伝導体で、好ましくは金属板が用いられる。

上記の構成において、図示の如く第２タンク（２）内の
圧力が上昇し第２タンク（２）内液位０が低下すると、
第１タンク（１）の分散噴出機構α４から熱媒体液が第
４図（イ）の如く噴出され気相部を冷却すると共に低温
熱媒体液によって低温に冷却されている熱伝導体１１６
１によシ気相部を冷却し、両者の冷却により蒸気の凝縮
が相乗的に促進され、熱伝導体αω上で凝縮し流下する
。従って、従来例に比較してボンピングサイクル（仕切
弁（４）の０Ｎ−ＯＦＦ）数を増加でき、熱媒体の循環
流量を増大できる。

具体的には、高さ４６０ｍの第１タンク（１）容１ｉｔ
を４．５１とし、高さ３００關の第２タンク（２）容積
を５．５／とじ、熱伝導体ｆ１３を０．３ｔｘ３６５ｘ
４゜８ｍのうずまき状銅板（総伝熱面積１．７５−）と
し、熱媒体としてフレオン１１１を用いこれを第２タン
ク（２）の約２０Ｏｎの高さまで密閉系内に封入し、第
２タンク（２）に液位センサ（１７ａ）（１７ｂ）（両
者の間隔を１５７！ＩＩｇ）を付設し液位が下降して下
方のセンサー（１７ｂ）″ｆＩ：通過する時仕切弁（４
）を開き、液位が上昇して上方のセンサー（１７ａ）を
通過する時仕切弁（４）を閉じるようにし、熱源（６）
での加熱量を３２５Ｋｃａ７／ｈ、蓄熱種明での放熱量
を２７６　Ｋｃ　ａｌ／ｈとし、噴出機構０４の孔を０
．７ψ×１１５個とした時の実験結果は下記の通りであ
る。

即ち、第２タンク（２）の蒸気温度が４１．９℃、第１
タンク（１）底温度が３５．８℃、動作温度差６．１℃
、揚液時間が１．８０ｍ１ｎ、降液時間が０゜９１ｍ１
ｎ、１サイクル所要時間が２，７１　ｍｉｎとなシ、循
環流量が約２．５Ｉ！／ｍｉｎとなる。又第２タンク（
２）内中央において上から６５ａｍの点を■、■から８
５１１Ｅ３１下の点を■、■からｆ３５ｙｉｍ下の点を
■とし、第１タンク（１３周面における底面、中段、頂
面の各点を■■■とすると各点の温度変化は第５図の如
くとなる。

尚、本発明は上記笑施例に限定されるものでは切弁（４
）は７四−ト（図示しない）に↓シ機械的に開閉するも
のでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の要部断面概略構成図、菌２図は本発明
一実施例の要部断面概略構成図、第３図（イ）（ロ）は
それぞれ同実施例の要部縦断面図、Ｘ−Ｘ線断面図、第
４図（イ）（ロ）は同実施例の異なる動作状態を示す縦
断面図、第５図は同実施例の動作特性図である。 （１１・・・ＷＪ１タンク、（２）・・・第２タンク、
（３）・・・詔１熱媒体管路、（４）−・・仕切弁、（
５）・・・第１逆止弁、１６）・・・熱源、（７）・・
・第２熱媒体管路、（８）・・・第２逆止弁、（９）・
・・第６熱媒体管路、叫・・・蓄熱槽、αを・・分散噴
出機構。 特開昭ＧＯ−４４７６７（４） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （υ　周囲から断熱された第１タンクと、このタンクよ
   シも下位に設けられ周囲から断熱された第２タンクと第
   １タンクと第２タンクとの気相部間を連通した第１熱媒
   体管路と、この第１熱媒体管路の熱媒体流れを導通、遮
   断する仕切弁と、上記両タンクよシ下位に設け、第１タ
   ンクへの熱媒体の逆流を阻止する第１逆止弁と熱源とを
   介設し第１タンク下部と第２タンクとを連通した第２熱
   媒体管路と、上記両タンクより下位に設は蓄熱槽と第２
   タンクへの熱媒体の逆流を阻止する第２逆止弁を介設し
   第１タンクと第２タンク下部とを連通した第３熱媒体管
   路からなるものにおいて、第３熱媒体管路の第１タンク
   側開口端に熱媒体液の分散噴出機構を備え、この機構を
   第１タンク内の気相部に位置させた集熱循環システム。