JPS6222779Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、熱交換器として用いられるヒートパ
イプにおいて、その内部の非凝縮性ガスを除去す
るガス分離部をヒートパイプの凝縮液を通す液連
絡管に取付けるヒートパイプのガス分離部取付装
置に関する。

熱交換器のエレメントとして使用されるヒート
パイプは、その内部に凝縮性の単一媒体を封入
し、この媒体が高温排ガス通路等の加熱部におい
て蒸発し、その蒸気が被加熱流体が存在する冷却
部で放熱凝縮し、この凝縮した媒体が管壁に沿つ
て加熱部に戻るという蒸発、凝縮のサイクルを繰
り返し、その間に熱交換を行なうものである。こ
のようなヒートパイプが第１図に示されている。

第１図は分離型ヒートパイプの循環系統図であ
る。

図で、１は密封された媒体が加熱されて蒸発す
る多数の蒸発管群、１ａは蒸発管群１の各蒸発管
を支持するとともに各蒸発管で発生した蒸気を集
める上部ヘツダ、１ｂは蒸発管群１の各蒸発管を
支持するとともに凝縮した媒体を各蒸発管に導く
下部ヘツダ、２は上部ヘツダ１ａと下部ヘツダ１
ｂに支持された蒸発管群１を囲む高温側ケーシン
グである。３は蒸発した媒体を冷却により凝縮し
て液体とする蒸発凝縮、３ａは凝縮管群３の各凝
縮管を支持するとともに蒸発管群１からの蒸気を
各凝縮管に導入する上部ヘツダ、３ｂは凝縮管群
３の各凝縮管を支持するとともに各凝縮管で凝縮
された媒体を集める下部ヘツダ、４は上部ヘツダ
３ａと下部ヘツダ３ｂに支持された凝縮管群３を
囲む低温側ケーシングである。５は蒸発管群１の
上部ヘツダ１ａと凝縮管群３の上部ヘツダ３ａと
を連結する蒸気連絡管であり、蒸発管群１で発生
した蒸気を凝縮管群３へ導く。６は凝縮管群３の
下部ヘツダ３ｂと蒸発管群１の下部ヘツダ１ｂと
を連結する液連絡管であり、凝縮管群３で凝縮し
た媒体を蒸発管群１へ導く。７は液連絡管６から
分岐してガス分離部の働きをするガス分離管、８
はその分岐部、９はガス分離管７の先端部に設け
られた弁である。ガス分離管７、分岐部８、弁９
については後述する。

このような分離型ヒートパイプにおいて、蒸発
管群１は、例えばボイラの排ガス通路内に配置さ
れ、凝縮管群３は、例えばボイラの空気予熱部内
に配置される。蒸発管群１は高温の排ガスにさら
されてその内部の媒体は蒸発し、蒸気となつた媒
体は上部ヘツダ１ａに集められ、蒸気連絡管５を
通つて凝縮管群３の各凝縮管内に導かれる。凝縮
管群３の外部を通過する空気は凝縮管群３により
加熱される一方、凝縮管群３の各凝縮管内の蒸気
は凝縮されて液体となり下部ヘツダ３ｂに集めら
れ液連絡管６を通つて下部ヘツダ１ｂから蒸発管
群１の各蒸発管内に戻される。このように、媒体
が蒸発、凝縮を繰り返して循環する間に熱交換が
行なわれる。

ところで、ヒートパイプ内には、媒体をヒート
パイプに封入する際にヒートパイプの真空引きが
実施されるが、これによつても完全に真空とする
ことはできず、ヒートパイプ内にガスが残存し、
又、運転中にヒートパイプの管材料と媒体とが反
応して反応生成ガスが発生する。これらのガスは
非凝縮性ガスであり、非凝縮性ガスはヒートパイ
プの凝縮伝熱性能を著しく阻害するため、ヒート
パイプの運転中これを分離除去する必要があつ
た。第１図に示すガス分離管７はこの目的のため
に設けられたものである。即ち、非凝縮性ガスは
蒸気の凝縮に伴つてその濃度を増すため、凝縮管
群３の下部ヘツダ３ｂ又は液連絡管６の蒸気と液
の混在部（凝縮された媒体に、凝縮管群３で凝縮
されなかつた蒸気が混在している。）にガス分離
管７を取付けるのである。ガス分離管７は一端が
弁９により密閉され、他端が液連絡管６に開放さ
れた管である。液連絡管６の非凝縮性ガスを含む
蒸気はガス分離管７に入つて大気で冷却されて凝
縮し、凝縮された液は開放端から液連絡管６に戻
る。一方、非凝縮性ガスは凝縮されずに残存して
密閉端に集まる。したがつて、弁９を開くことに
より非凝縮性ガスを放出することができ、これに
よりヒートパイプの凝縮伝熱性能の阻害要因を除
くことができる。ここで、分岐部８において上記
ガス分離管７を液連絡管６に分岐して取付けるた
めの従来のガス分離管取付装置について説明す
る。

第２図は従来のガス分離管取付装置の断面図で
ある。

第２図で、８は分岐部を示し、６は液連絡管、
７はガス分離管であり、これらは第１図に示すも
のと同じである。１０はＴ字状の分岐継手であ
り、同軸上の開口端１０ａ，１０ｂおよび前記軸
に垂直な開口端１０ｃを有する。開口端１０ａに
は、凝縮管群３の下部ヘツダ３ｂ側に連結された
液連絡管６の端部が結合固定され、開口端１０ｂ
には、蒸発管群１の下部ヘツダ１ｂ側に連結され
た液連絡管６の端部が結合固定されている。又、
開口端１０ｃにはガス分離部７の開放端が結合固
定されている。分岐継手１０の各通路内面と液連
絡管６およびガス分離管７の内面とはほぼ同一面
とされている。

このような従来のガス分離管取付装置において
は、凝縮管群３の下部ヘツダ３ｂからの流体１１
は液連絡管６、分岐継手１０の内壁に沿つて約１
mm〜２mmの厚みで流下することが実験の結果確め
られた。そして、さらにこの内壁に沿う流体が分
岐継手１０の水平方向通路の開口部に対して流体
膜となるためガス分離管７へ導入されるべき蒸気
の流れが妨げられるという欠点が存在することが
判明した。

本考案の目的は、上記従来の欠点を除き、液連
絡管中の蒸気をガス分離部へ確実に導入すること
ができるヒートパイプのガス分離部取付装置を提
供するにある。

この目的を達成するため、本考案は液連絡管と
ガス分離部との分岐部分に、液連絡管を流れる流
体による流体膜の形成を排除するガス導入手段を
設けたことを特徴とする。

以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第３図は本考案の一実施例に係るヒートパイプ
のガス分離管の取付装置の断面図である。

第３図で、第２図と同一部材には同一符号を付
して説明を省略する。１２は分岐継手１０の開口
端１０ｃ側の通路に取付けられた管体である。管
体１２の一端部１２ａは分岐継手１０の液連絡管
６の流通路の中央部分近辺まで突出し、他端部１
２ｂはガス分離部の働きをするガス分離管７の開
放端と対向している。端部１２ａは、その端面が
下方に向く面となるように斜めに切断して形成さ
れている。管体１２の外径は分岐継手１０の開口
端１０ｃ側の通路の内径よりも小さくされてお
り、この通路の内面と管体１２の外面との間には
間隙１４が存在する。１３は管体１２の一端部１
２ａの外面上部に取付けられた板体である。

凝縮管群３の下部ヘツダ３ｂからの流体は、前
述のように壁面に沿つて膜状となつて流下する。
この流下膜は管体１２により破られ、分岐継手１
０の液連絡管６の導通路内の蒸気は管体１２の端
部１２ａの開口部から管体１２内を通り端部１２
ｂを経てガス分離管７内に何等支障なく導入され
る。この場合、端部１２ａはその端面が下方に向
いて傾斜しているので、端部１２ａの開口部にお
いて流体膜が容易に形成されるのを妨げている。
流体膜を破るにはこのような管体１２を設けるこ
とで充分である。しかし、媒体の種類等により管
体１２の端部１２ａの傾斜面開口部に流体膜が形
成されるおそれがあり、このような場合には板体
１３を設けると、管体１２の上部外面の流体はそ
の拡がりを防止され、端部１２ａに流体膜が形成
されるおそれはなくなる。上述の作用により流体
膜が破られている端部１２ａの開口からガス分離
管７に導入された蒸気は冷却されて凝縮し、凝縮
した液は間隙１４を通つて液連絡管６に戻され
る。

このように、本実施例では、一端が分岐継手の
流体通路に流体膜を破つて突出し、他端がガス分
離管と対向する管体を設け、この管体の前記一端
はその開口面が下方に向くように斜めに形成され
ているので、液連絡管中の蒸気をガス分離管に確
実に導入することができ、しかも流体の流下に対
する抵抗も少ない。

第４図は本考案の他の実施例に係るヒートパイ
プのガス分離管取付装置の断面図である。

第４図で、６は液連絡管、７はガス分離管であ
り、これらは前記各図に示すものと同じである。
１５は３つの取付開口１５ａ，１５ｂ，１５ｃを
有する筐体である。取付開口１５ａと取付開口１
５ｂとは上下に同一軸線上にあり同一内径を有す
る。又、取付開口１５ｃは筐体の上部側壁に設け
られている。取付開口１５ａ，１５ｂにはそれぞ
れ凝縮管群３の下部ヘツダ３ｂと蒸発管群１の下
部ヘツダ１ｂに連結された液連絡管６が取付けら
れる。又、取付開口１５ｃにはガス分離管７が取
付けられる。なお、１５ｄは筐体１５の下部に設
けられた斜面であり、斜面１５ｄの終端は下方の
液連絡管６の端部と一致している。

上方の液連絡管６の壁面に沿い流体膜をなして
流下してきた流体は、筐体１５内において液連絡
管６が分離されているので、この分離部分におい
て流体は乱れ、斜面１５ｄに落下しこれを伝わつ
て下方の液連絡管６へ流れたり、直接下方の液連
絡管６へ落下したりする。この結果、前記流体膜
は破れることとなり、液連絡管６内の蒸気はガス
分離管７へ導入される。又、ガス分離管７で冷却
凝縮した液は斜面１５ｄを経て下方の液連絡管６
へ戻される。

このように、本実施例では、筐体に液連絡管と
ガス分離管を取付け、液連絡管を筐体内において
空間を介在して分離したので液連絡管中の蒸気を
ガス分離管に確実に導入することができ、又、ガ
ス分離管からの液を確実に液連絡管に戻すことが
でき、しかも、流体の流下に対する抵抗は極めて
少ない。

なお、以上の実施例においては、蒸気を導入し
て非凝縮性ガスを捕捉し、これを放出する装置と
してガス分離管を例示して説明したが、管体に限
ることはなく容器その他のものであつても適用す
ることができる。

以上述べたように、本考案では、液連絡管から
ガス分離部を分岐する分岐部分にガス導入手段を
設けたので、液連絡管中の蒸気をガス分離部に確
実導入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は分離型ヒートパイプの循環系統図、第
２図は従来のガス分離管取付装置の断面図、第３
図は本考案の一実施例に係るヒートパイプのガス
分離管取付装置の断面図、第４図は本考案の他の
実施例に係るヒートパイプのガス分離管取付装置
の断面図である。 １……蒸発管群、３……凝縮管群、５……蒸気
連絡管、６……液連絡管、７……ガス分離管、８
……分岐部、１０……分岐継手、１２……管体、
１５……筐体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 蒸発管群と、凝縮管群と、これらの蒸発管群
   および凝縮管群を連絡する蒸気連絡管および液
   連絡管と、前記液連絡管から分岐するるガス分
   離部を備えたヒートパイプにおいて、前記ガス
   分離部の分岐部分に流体膜の形成を排除するガ
   ス導入手段を設けたことを特徴とするヒートパ
   イプのガス分離部取付装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記ガス導入手段は、一端が前記液連絡管と連通
   する通路に挿入されるとともに他端が前記ガス
   分離部に面し、前記一端は下方に向いた傾斜面
   となつている管体であることを特徴とするヒー
   トパイプのガス分離部取付装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記ガス導入手段は、上部および下部に前記液連
   絡管を取付けた取付開口、側部に前記ガス分離
   部を取付けた取付開口を有する筐体であり、前
   記液連絡管は前記筐体内において空間を介して
   分離されていることを特徴とするヒートパイプ
   のガス分離部取付装置。