JPS6131679A - 熱駆動ポンプ - Google Patents
熱駆動ポンプInfo
- Publication number
- JPS6131679A JPS6131679A JP15344184A JP15344184A JPS6131679A JP S6131679 A JPS6131679 A JP S6131679A JP 15344184 A JP15344184 A JP 15344184A JP 15344184 A JP15344184 A JP 15344184A JP S6131679 A JPS6131679 A JP S6131679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- thermal conductivity
- check valve
- pump
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
- F04F1/02—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped using both positively and negatively pressurised fluid medium, e.g. alternating
- F04F1/04—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped using both positively and negatively pressurised fluid medium, e.g. alternating generated by vaporising and condensing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (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】
本発明は外部から何らの機械的駆動を用いる事なく液体
と加熱するだけで液体を加熱と同時に圧送するポンプに
関するものである。
と加熱するだけで液体を加熱と同時に圧送するポンプに
関するものである。
従来、モーター、コンプレッサーなど外部動力を必要と
せず、液体を加熱するだけでポンプ作用を生じさせるも
のとして熱駆動ポンプが知られている（雑誌ソーダーと
塩素１９８３．２号Ｐ６４〜Ｐ７７「熱駆動ポンプにつ
いて」参照）。しかしこの熱駆動ポンプでは、ポンプ始
動時等加熱量（単位時間あたりの加熱量）が小さい場合
うまく作動しない欠点が知られている。又、加熱量に対
するポンプの動作範囲を拡大する為に加熱部に加熱管２
本を上下に配置しなくてはならず構造的に複雑で設置に
あたっても天地の制限を受ける。
せず、液体を加熱するだけでポンプ作用を生じさせるも
のとして熱駆動ポンプが知られている（雑誌ソーダーと
塩素１９８３．２号Ｐ６４〜Ｐ７７「熱駆動ポンプにつ
いて」参照）。しかしこの熱駆動ポンプでは、ポンプ始
動時等加熱量（単位時間あたりの加熱量）が小さい場合
うまく作動しない欠点が知られている。又、加熱量に対
するポンプの動作範囲を拡大する為に加熱部に加熱管２
本を上下に配置しなくてはならず構造的に複雑で設置に
あたっても天地の制限を受ける。
本発明はこのような従来の熱駆動ポンプの欠点を解消す
るもので、その目的とするところは、僅かな加熱量で気
泡を確実に発生かつ成長させ、しかもポンプ作用を確実
に行なわせる熱駆動ポンプを提供するにある。
るもので、その目的とするところは、僅かな加熱量で気
泡を確実に発生かつ成長させ、しかもポンプ作用を確実
に行なわせる熱駆動ポンプを提供するにある。
本発明によれば、熱駆動ポンプは、熱伝導率の低い物質
で作られた一対の管の間に、熱伝導率の高い材料で作ら
れ、内部に凹部をもつ加熱部を連結し、前記管の各々の
端に、フラッパー型式の逆止弁を設け、前記加熱部に隣
接して管内に吸込部を配設して成ることを特徴とする。
で作られた一対の管の間に、熱伝導率の高い材料で作ら
れ、内部に凹部をもつ加熱部を連結し、前記管の各々の
端に、フラッパー型式の逆止弁を設け、前記加熱部に隣
接して管内に吸込部を配設して成ることを特徴とする。
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。第
１図において、熱駆動ポンプ凹部は、熱伝導率の低い物
質で作った管Ｇ Ｉ Ｓ管Ｇ２ の間に連結され、内部
に円錐形の凹部Ｐを持った加熱部Ｂを有している。加熱
部は銅のような熱伝導率の高い材料で作られる。凹部Ｐ
の立体角は使用する液体と凹部Ｐの材料とのぬれ角度よ
り小さくなっている。一方管Ｇ、 、Ｇ２の両端には逆
止弁Ｃｖ１Ｃ■２が取付けである。逆止弁Ｃ■１、Ｃ■
２はそれぞれ内部にゴムシートや金属箔で作られたフラ
ッパーＦとそれを受ける斜めの弁座面Ｔと、この弁座面
に設けたシール用のＯリングＳとからなっている。フラ
ッパーＦはその付根の一体の板バネＦ′により０リング
Ｓに弱い力で押し付けられている。又管Ｇ、と加熱部Ｂ
との間には、使用する液体と良くぬらし、熱伝導率の低
い物質で作られた吸込部Ｉが管Ｇ１内において取付けで
ある、この例では吸込部は先細の孔からなる。
１図において、熱駆動ポンプ凹部は、熱伝導率の低い物
質で作った管Ｇ Ｉ Ｓ管Ｇ２ の間に連結され、内部
に円錐形の凹部Ｐを持った加熱部Ｂを有している。加熱
部は銅のような熱伝導率の高い材料で作られる。凹部Ｐ
の立体角は使用する液体と凹部Ｐの材料とのぬれ角度よ
り小さくなっている。一方管Ｇ、 、Ｇ２の両端には逆
止弁Ｃｖ１Ｃ■２が取付けである。逆止弁Ｃ■１、Ｃ■
２はそれぞれ内部にゴムシートや金属箔で作られたフラ
ッパーＦとそれを受ける斜めの弁座面Ｔと、この弁座面
に設けたシール用のＯリングＳとからなっている。フラ
ッパーＦはその付根の一体の板バネＦ′により０リング
Ｓに弱い力で押し付けられている。又管Ｇ、と加熱部Ｂ
との間には、使用する液体と良くぬらし、熱伝導率の低
い物質で作られた吸込部Ｉが管Ｇ１内において取付けで
ある、この例では吸込部は先細の孔からなる。
変形例として、加熱部Ｂは第３図に示す様に円錐形凹部
Ｐの頂点に逆に円錐形に広がる空洞Ｒを持つものでも良
い。逆止弁Ｃ■１、Ｃ■２ も又第４図および第５図に
示す様にフラッパーＦを円板状にして流れに対し直角に
置き、バネ等で弁座に押付けず保持器り内でフリーにし
ておくものでも良い。又吸込部■は第６図および第７図
に示す様に十字形片で作られた分割孔を有するものでも
良い。
Ｐの頂点に逆に円錐形に広がる空洞Ｒを持つものでも良
い。逆止弁Ｃ■１、Ｃ■２ も又第４図および第５図に
示す様にフラッパーＦを円板状にして流れに対し直角に
置き、バネ等で弁座に押付けず保持器り内でフリーにし
ておくものでも良い。又吸込部■は第６図および第７図
に示す様に十字形片で作られた分割孔を有するものでも
良い。
使用する液体は水、各種冷媒（Ｒ−１１，、Ｒ−１２、
アンモニア等）液体金属、低融金属等、蒸発してあとに
固形物を残さないものなら何でも良い。
アンモニア等）液体金属、低融金属等、蒸発してあとに
固形物を残さないものなら何でも良い。
次に第８図乃至第１３図の動作説明図を参照して本発明
のポンプの作動を説明する。
のポンプの作動を説明する。
先ずポンプに、使用する液体を満たす。この時凹部Ｐの
立体角が凹部の材料と液体との接触角より小さくなって
いる為、液体は凹部Ｐを完全にぬらす事ができず加熱部
Ｂの凹部Ｐの先端に気泡Ｎが残る（第８図）。次に加熱
部Ｂを加熱すると気泡Ｎの上を覆う液体が加熱され気泡
内部の圧力における飽和温度を上回ると気泡と液体の界
面より液体側から気泡側へ蒸発が起こり、気泡Ｎは成長
を始める（第９図）。するとポンプ内の圧力が逆止弁Ｃ
Ｖ２ の外側よりわずかに上昇し逆止弁Ｃｖ２が開とな
る。逆止弁ＣＶＩ は閉となる。気泡の成長と共にその
容積分の液体が逆止弁ＣＶ２ を通し外部へ圧送される
。気泡は管Ｇ２徊に成長してゆくと同時にその表面積が
増大してゆき加熱部Ｂへの回りの液体からの蒸発量と増
大して表面での蒸気の凝縮量がバランスした所で気泡の
成長は止まる（第１０図）。この状態は不安定でやがて
凝縮量が上回り気泡は収縮を始める。すると逆止弁Ｃ■
２が閉じ逆止弁Ｃ■１が開く、この時吸込部Ｉは加熱部
側に向って内径が小さくなっている孔を有している為気
泡と液体の界面を毛管力により加熱部側に吸込むポンプ
作用が働き界面が加熱部の人口まで来るとその付近が冷
やされて、気泡がさらに収縮を始める（第１１図）。や
がて気泡温度の低下によりより強い負圧が生じ逆止弁Ｃ
■。
立体角が凹部の材料と液体との接触角より小さくなって
いる為、液体は凹部Ｐを完全にぬらす事ができず加熱部
Ｂの凹部Ｐの先端に気泡Ｎが残る（第８図）。次に加熱
部Ｂを加熱すると気泡Ｎの上を覆う液体が加熱され気泡
内部の圧力における飽和温度を上回ると気泡と液体の界
面より液体側から気泡側へ蒸発が起こり、気泡Ｎは成長
を始める（第９図）。するとポンプ内の圧力が逆止弁Ｃ
Ｖ２ の外側よりわずかに上昇し逆止弁Ｃｖ２が開とな
る。逆止弁ＣＶＩ は閉となる。気泡の成長と共にその
容積分の液体が逆止弁ＣＶ２ を通し外部へ圧送される
。気泡は管Ｇ２徊に成長してゆくと同時にその表面積が
増大してゆき加熱部Ｂへの回りの液体からの蒸発量と増
大して表面での蒸気の凝縮量がバランスした所で気泡の
成長は止まる（第１０図）。この状態は不安定でやがて
凝縮量が上回り気泡は収縮を始める。すると逆止弁Ｃ■
２が閉じ逆止弁Ｃ■１が開く、この時吸込部Ｉは加熱部
側に向って内径が小さくなっている孔を有している為気
泡と液体の界面を毛管力により加熱部側に吸込むポンプ
作用が働き界面が加熱部の人口まで来るとその付近が冷
やされて、気泡がさらに収縮を始める（第１１図）。や
がて気泡温度の低下によりより強い負圧が生じ逆止弁Ｃ
■。
を通して外部から冷たい液体がポンプ内に流入する（第
１２図）。この過程は気泡の収縮→冷たい液体の流入→
気泡の温度を下げる→負圧の発生→冷たい液体の流入と
いう循環で一瞬にして気泡はつぶれ、その容積に相当す
る量の液体が外部より補給される。この時始めと同様液
体は凹部の先端をぬらす事ができず、次の気泡成長の為
の核を残す。又液体の加熱は、気泡成長の過程で気液の
界面で行なわれる。
１２図）。この過程は気泡の収縮→冷たい液体の流入→
気泡の温度を下げる→負圧の発生→冷たい液体の流入と
いう循環で一瞬にして気泡はつぶれ、その容積に相当す
る量の液体が外部より補給される。この時始めと同様液
体は凹部の先端をぬらす事ができず、次の気泡成長の為
の核を残す。又液体の加熱は、気泡成長の過程で気液の
界面で行なわれる。
以上の様な過程で作動する為従来のものとくらべると、
次の特長がある。
次の特長がある。
従来のものは加熱部が金属パイプで配管構成されている
に過ぎないため、管を通して熱のもれがひどくポンプ作
用を十分に生じさせるには可成りの熱量を必要とする。
に過ぎないため、管を通して熱のもれがひどくポンプ作
用を十分に生じさせるには可成りの熱量を必要とする。
本発明では熱伝導率の低いパイプで断熱されており、ま
た内部に円錐形の凹部があり、常に気泡核が存在する為
により小さい加熱量、過熱度で１個の気泡を発生させる
事ができる。
た内部に円錐形の凹部があり、常に気泡核が存在する為
により小さい加熱量、過熱度で１個の気泡を発生させる
事ができる。
又、逆止弁については従来のものがスプリングにより板
を押付けている様なタイプのものであるため、圧力に対
する開閉の感度が低い。その為その開閉には大きな過熱
度と、十分な気泡の冷却が必要となり、冷却が不十分だ
とポンプの作動が止まるドライアウト現象を起こしやす
い。本発明の逆止弁はフラッパ式で圧力感度が高い為よ
り低い過熱度で弁が開き、また気泡成長が止まり収縮が
始まるわずかな圧力を感じて収縮過程に引きこむ事がで
きる。
を押付けている様なタイプのものであるため、圧力に対
する開閉の感度が低い。その為その開閉には大きな過熱
度と、十分な気泡の冷却が必要となり、冷却が不十分だ
とポンプの作動が止まるドライアウト現象を起こしやす
い。本発明の逆止弁はフラッパ式で圧力感度が高い為よ
り低い過熱度で弁が開き、また気泡成長が止まり収縮が
始まるわずかな圧力を感じて収縮過程に引きこむ事がで
きる。
本ポンプは加熱された蒸気泡への加熱による蒸発により
液体と押出し気泡の凝縮により外部から液体を導入しポ
ンプとして働いているが外部の負荷が大きくなると、（
たとえば水位差など）気泡成長に十分な過熱度が必要と
なり気泡は管Ｇ２内いっばいに成長する様になり管Ｇ２
を加熱し、収縮過程に入いりにくくなる。これを改善す
る為に第１４図に示す様に熱伝導率の高い材料で作った
熱交換器ＥＸを管Ｇ２の間と逆止弁ＣＶｌ に連結され
る液体導入管Ｇ。の間に入れると良い。この構成では、
管Ｇ２内を成長してきた気泡は液体導入管Ｇ。内の外部
の液体で十分に冷えた熱交換器ＥＸに触れると熱をうば
われ、そこで気泡を収縮過程に強制的に引込むことがで
き、従ってポンプの作動範囲と安定性を増すことができ
る。
液体と押出し気泡の凝縮により外部から液体を導入しポ
ンプとして働いているが外部の負荷が大きくなると、（
たとえば水位差など）気泡成長に十分な過熱度が必要と
なり気泡は管Ｇ２内いっばいに成長する様になり管Ｇ２
を加熱し、収縮過程に入いりにくくなる。これを改善す
る為に第１４図に示す様に熱伝導率の高い材料で作った
熱交換器ＥＸを管Ｇ２の間と逆止弁ＣＶｌ に連結され
る液体導入管Ｇ。の間に入れると良い。この構成では、
管Ｇ２内を成長してきた気泡は液体導入管Ｇ。内の外部
の液体で十分に冷えた熱交換器ＥＸに触れると熱をうば
われ、そこで気泡を収縮過程に強制的に引込むことがで
き、従ってポンプの作動範囲と安定性を増すことができ
る。
第１図は本発明による熱駆動ポンプの長さ方向断面図、
第２図は逆止弁のフラッパーを示す正面図、第３図は加
熱部の変形例を示す断面図、第４図は逆止弁の変形例を
示す断面図、第５図はその横断面図、 第６図は別の形態の吸込部をもつ加熱部の断面図、 第７図はその横断面図、 第８図乃至第１３図は本発明のポンプの動作説明図、 第１４図は本発明のポンプの変形例を示す断面図である
。 Ｇ、、Ｇ２・・・管 ｃｖ、、ｃｖ２・・・逆止弁Ｂ
・・・加熱部 Ｐ・・・円錐形の凹部Ｉ・・・吸
込部 ＥＸ・・・熱交換器第８図 第９図
熱部の変形例を示す断面図、第４図は逆止弁の変形例を
示す断面図、第５図はその横断面図、 第６図は別の形態の吸込部をもつ加熱部の断面図、 第７図はその横断面図、 第８図乃至第１３図は本発明のポンプの動作説明図、 第１４図は本発明のポンプの変形例を示す断面図である
。 Ｇ、、Ｇ２・・・管 ｃｖ、、ｃｖ２・・・逆止弁Ｂ
・・・加熱部 Ｐ・・・円錐形の凹部Ｉ・・・吸
込部 ＥＸ・・・熱交換器第８図 第９図
Claims (2)
- （１）熱伝導率の低い物質で作られた一対の管の間に、
熱伝導率の高い材料で作られ、内部に凹部をもつ加熱部
を連結し、前記管の各々の端に、フラッパー型式の逆止
弁を設け、前記加熱部に隣接して管内に吸込部を配設し
て成ることを特徴とする熱駆動ポンプ。 - （２）熱伝導率の低い物質で作られた一対の管の間に、
熱伝導率の高い材料で作られ、内部に凹部をもつ加熱部
を連結し、前記管の各々の端に、フラッパー型式の逆止
弁を設け、前記加熱部に隣接して上流側の管内に吸込部
を配設し、上流側の逆止弁に連結される液導入管と下流
側の前記管とを熱交換器で連結して成ることを特徴とす
る熱駆動ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15344184A JPS6131679A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 熱駆動ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15344184A JPS6131679A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 熱駆動ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131679A true JPS6131679A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0461195B2 JPH0461195B2 (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=15562599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15344184A Granted JPS6131679A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 熱駆動ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131679A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4792283A (en) * | 1986-06-23 | 1988-12-20 | Kenji Okayasu | Heat-driven pump |
| US4881593A (en) * | 1987-12-22 | 1989-11-21 | Kenji Okayasu | Heat conducting device |
| US4930570A (en) * | 1987-12-22 | 1990-06-05 | Kenji Okayasu | Electronic equipment cooling device |
| US4986348A (en) * | 1987-12-22 | 1991-01-22 | Kenji Okayasu | Heat conducting device |
| US7444817B2 (en) | 2003-06-13 | 2008-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical micromotor, micropump using same and microvalve using same |
| US7530795B2 (en) | 2003-06-13 | 2009-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fluid control mechanism |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49122007A (ja) * | 1973-03-31 | 1974-11-21 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15344184A patent/JPS6131679A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49122007A (ja) * | 1973-03-31 | 1974-11-21 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4792283A (en) * | 1986-06-23 | 1988-12-20 | Kenji Okayasu | Heat-driven pump |
| US4881593A (en) * | 1987-12-22 | 1989-11-21 | Kenji Okayasu | Heat conducting device |
| US4930570A (en) * | 1987-12-22 | 1990-06-05 | Kenji Okayasu | Electronic equipment cooling device |
| US4986348A (en) * | 1987-12-22 | 1991-01-22 | Kenji Okayasu | Heat conducting device |
| US7444817B2 (en) | 2003-06-13 | 2008-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical micromotor, micropump using same and microvalve using same |
| US7530795B2 (en) | 2003-06-13 | 2009-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fluid control mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461195B2 (ja) | 1992-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |