JPS62280547A - 受動型熱移動装置 - Google Patents

受動型熱移動装置

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JPS62280547A
JPS62280547A JP62116026A JP11602687A JPS62280547A JP S62280547 A JPS62280547 A JP S62280547A JP 62116026 A JP62116026 A JP 62116026A JP 11602687 A JP11602687 A JP 11602687A JP S62280547 A JPS62280547 A JP S62280547A
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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】 ３、明の詳細な説明 能な液体を使いフロート弁制御の二相サイクルで行なう
受動型熱移動装置に関する。この装置は、前記熱源で加
熱されるボイラと液体タンクとを包含し、第１のサイク
ル相中このボイラから凝縮器の蒸気を供給し、次いで液
体タンクに液体分を供給し、第２のサイクル相において
は液体タンクからの液体をボイラに受け入れるものであ
る。このような受動的熱移動装置についてはたとえば英
国特許第２，１０３，７８２号明細書に記載され公知で
ある。
熱から得られるエネルギのほが何のエネルギももたない
受動的な熱移動装置すなわちポンプもなければ圧縮器も
ない熱移動装置はたとえば家庭用の加熱装置として知ら
れている。このような家庭用の加熱装置では熱源とボイ
ラとを一階に配設し、放熱器を上階に配設しである。こ
のようにすると担熱液体の自然の流れがボイラと放熱器
との間で確立されるのである。しかしながらこの自然の
循環流は、熱源を放熱器の上方に配置するとも早確立さ
れなくなる。これはたとえば、建物の屋根上に配設した
太陽熱吸熱器でこの建物へ熱を供給しようとする場合で
ある。
このような応用について、ヨーロッパ統一特許第４６，
０４３号明細書では、タンクをふたつそなえたシステム
を用い、これらのタンクを少なくとも１本の管で連結し
、一方のタンクを太陽熱集熱器に関連せしめ、他方のタ
ンクを前記一方のタンクの下方に配置することを提案ｑ
ている。この他方のタンクは弾性クッション、たとえば
可圧縮性ガスピストンを包含し、日中はこの他方のタン
クに蒸気を受け入れてここで凝縮しタンク内圧を次第に
高めてゆくのである。夜間においては上部のタンクにお
ける蒸気の発生が停止し、液体が弾性クッションを有す
る他方のタンクから受ける。
これらのタンクの大きさは、上方のタンクが日中に完全
に空になることがないような寸法とすべきである。これ
らのタンクの大きさを減するのに、英国特許第２．１０
３，７８２号明細書では、もうひとつの付的タンク内に
配設したフロート弁の制御の下に二相サイクルに従って
機能する受動型熱移動装置を教示している。この付的タ
ンクは上部のタンフグ近くに配置し、これに凝縮器から
入来する液体を受け入れる。この付加タンク内／の液体
が成る一定のレベルに達すると、フロート弁が開き、太
陽熱集熱器に関連しボイラとして働くタンク内へ熱担持
液体を注ぎ込む。このためこのタンクにおける液体レベ
ルは急速に上昇し、フロート弁は再び閉じ、新たなサイ
クルが再び始まるのである。
太陽が輝いている間はこのボイラ内に注入された蒸気は
凝縮器に向かって下降してゆき、ここで凝縮する。次い
で、凝縮した液体は上方のタンクへと送られ、ここで圧
力は両タンク間の液体柱の存在によって凝縮器内圧力よ
りも低くなり、サイクルの第２相に当たって液体をボイ
ラへ注ぎ込むように作用する。このタンク内圧力とボイ
ラ内圧力は等しくならなければならないからである。従
って、ボイラとタンクとの間の接続はふたつあるのであ
る。すなわちひとつは、熱担持液体の移動のための接続
であり、これには逆止め弁を包含させてあり、もうひと
つには上述のふたつのタンクの蒸気空間間の接続であっ
て、この接続はフロート弁で閉じられるようにしである
。無視できない量の蒸気がボイラからフロート弁を介し
てタンクへと通過してゆくので、サイクルの第２相中に
タンク内温度は可成り上昇することがテスト中に観察さ
れた。従って、タンク温度より高い温度で作動しなけれ
ばならないボイラは、余りにも高い温度にあることにな
り、これがため太陽熱集熱器の幼木発明の目的は英国特
許第２．１０３．７８２号明細書に記載されて公知であ
る装置を改良すること、す　　　　゛なわち太陽熱集熱
器を第１次熱源とし良好な効率を保証する受動型熱移動
装置を提供することにある。
本発明によれば、この装置は、蒸気分離器をボイラと凝
縮器との間に介挿せしめ、フロート弁をこの蒸気分離器
の内部に配設して、第１相においでは前記蒸気分離器の
蒸気空間をボイラの蒸気空間に連通せしめ、第２相にお
いては蒸気分離器の蒸気空間はタンクの蒸気空間をタン
クの蒸気空間に連通せしめる。一方逆サイクル相中には
両接続を断つことを特徴とする。
逆止め弁は、装置の異なる要素間を接続して液体を通す
連通管内に配置される。
以下本発明を、添付図面に例示したその好適な実施例に
ついて詳述する。
図面において、ボイラｌは太陽熱集熱器（図示しない）
に関連せしめるかこれに一体としてあり、由ｌ−け敵情
ｙ５瀘イ太ｈ（雲仝１．−虐ナー太わアいＡ　　　−の
ボイラは日照により直接的に加熱されるか、またはたと
えば水のような流体によって加熱される。
熱担持液体はフルオロカーボン化合物のような低沸点流
体である。ボイラの蒸気空間は管１６を介してタンク３
の蒸気空間に連通している。このタンク３は中間タンク
または蒸気分離器を構成している。このタンク３の下部
部分は管１４および逆止め弁１５を介してボイラ４の液
体空間に連通している。
この逆止め弁１５は液体をボイラの方へのみ通すように
する。
蒸気分離器３の内部にはフロート４かあり、このフロー
ト４は管１６の端部と管１０の端部とを交互に閉じる弁
２．１１と関連せしめである。弁１１により蒸気分離器
３の蒸気空間を、ボイラ１および蒸気分離器３よりも高
いレベルにあるタンク９の蒸気空間に連通せしめるので
ある。蒸気分離器３への充填にあたって液体がこの蒸気
分離器の所定レベルに達すると、管１０は閉塞され、管
１６がボイラ１を蒸気分離器３に連通せしめる。これは
仕事サイクルの第１の相に対応する。蒸気分離器３のレ
ベルが低下すると、フロート４が動いて管１６の弁２を
閉じ、同時に管１０の弁１１を開く。周知のようにこの
構成る程度のヒステリシスがあり得るのである。すなわ
ち第１のサイクル相から第２のサイクル相へ移る時のレ
ベルと第１のサイクル相に再び戻る時のレベルとの間に
はギャップがある。
タンク９の液体空間は、一方においては管１２によって
蒸気分離器３に、他方においては管７により凝縮器６に
連通せしめである。この凝縮器６はこの装置の他の要素
よりも可成り低いレベルに配置しである。これらふたつ
の管７．１２の中には逆止め弁８．１３があって、これ
ら逆止め弁によってそれぞれ液体が管７へ落ちないよう
に、また蒸気分離器３からタンク９へ移動しないように
妨げている。最後に、凝縮器６は蒸気管５によって蒸気
分離器３の蒸気空間に接続されている。
この装置は次のように機能する。
夜間の休止期間後には、ボイラ１のレベルと蒸気分離器
３のレベルとは等しくなり、フロート４が管１０を閉じ
ボイラの蒸気空間と蒸気分離器３の蒸気空間との間の連
通を管１６を介して開き続けるに充分とする。太陽がボ
イラ１内で蒸気を生産し始めると、この蒸気は管１６を
通って蒸気分離器に至り、ここで液滴を蒸気から分離し
、蒸気は管５を通って凝縮器６に下降する。ここで蒸気
は冷却され凝縮する。凝縮してできた液体は弁８および
管７を通ってタンク９へ戻る。弁１１は閉じており、こ
の液体は管１２を通って蒸気分離器３へ戻ることができ
ない。何故ならば、タンク９内の圧力Ｐ。
は蒸気分離器３の蒸気空間の圧力Ｐ、より低いからであ
る。これは凝縮器６とタンク９との間の管７内の液体柱
の存在による。このようにして液体はタンク９内にたま
り、これに反して蒸気分離器３内のレベルは減する。
蒸気分離器のこのレベルが所定値に達するや否や、管１
６の弁２は閉じ、管１０内の弁１１は開く。蒸気分離器
３内の圧力はタンク９の圧力Ｐ１に直ち内の４汰レベル
はｌ−屁１　７０−）、ｌ（＋Ｍび光１１を閉じ、弁２
を開く。液体をタンクから蒸気分離器へと移動せしめる
サイクル第２相はこのように第１相よりも短時間のもの
となる。たとえ蒸気生産がこの第２相中にボイラ１内で
続行されるとしても、このような短い時間では危険な程
の圧力は生じない。しかし所望により、放出弁を安全対
策上設けることもできる。この放出弁は弁１５を不完全
閉成せしめるようにすることによって実現することがで
きる。
弁２による管１６の妨害は、サイクルの第２相中ボイラ
からタンクへ移動する熱い蒸気の量を非常に少なくする
。このようにしてこのタンクは実際上凝縮器６の外から
来る液体の温度以上に加熱されることはない。この蒸気
分離器のもうひとつの利点は、管５を通じて凝縮器へ下
降する蒸気は比較的乾いていることである。このことは
タンク９へと移動せしめられる液体の量を減少せしめる
。
これらふたつの効果は３：とに太陽熱が減じた時すなわ
ち太陽熱集熱器が低温である時における熱移動効率を改
善するものである。
本発明は上述の実施例に限定されるものではない。たと
えば本発明の範囲内においグツロート弁を、遷移期間を
減することにより２位置間の正味連通を確保する装置と
置き換えてもよい。このような装置についてはたとえば
英国特許第２，１０３゜７８２号明細書に記載され公知
である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の好適な実施例の略図である。 ■・・太陽熱集熱器、２・・弁、３・・タンク、４・・
フロート弁、５・・管、６・・凝縮器、７・・管、８・
・逆止め弁、９・・タンク、１０・・管、１１・・弁、
１２・・管、１３・・逆止め弁、１４・（ほか１名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　蒸発性液体を用いフロート弁で制御される二相サイ
    クルで熱を熱源から凝縮器へと移動せしめる受動型熱移
    動装置であって、前記熱源によって加熱されるボイラと
    液体のタンクとを包含し、前記ボイラは第１のサイクル
    相中蒸気を前記凝縮器へ送り次いで前記凝縮器は前記タ
    ンクに凝縮した液体を供給し、第２のサイクル相中前記
    タンクからの液体を受け取る受動型熱移動装置において
    、蒸気分離器（３）を前記ボイラと前記凝縮器（６）と
    の間に介装し、前記フロート弁（２、４、１１）を前記
    蒸気分離器内部に配設して第１のサイクル相中は前記蒸
    気分離器の蒸気空間を前記ボイラの蒸気空間に連通せし
    め、第２のサイクル相中は前記蒸気分離器の蒸気空間を
    前記タンク（９）の蒸気空間に連通せしめる一方、各逆
    サイクル相の間はこれらの連通を断つことを特徴とする
    受動型熱移動装置。 ２　特許請求の範囲第１項記載の装置において、逆止め
    弁（８、１３、１５）を、タンク（９）、凝縮器（６）
    、蒸気分離器（３）およびボイラ（１）をつなぎ液体を
    流す管（７、１２、１４）の少なくともひとつの中に配
    設したことを特徴とする受動型熱移動装置。 ３　特許請求の範囲前記各項記載の装置において、ボイ
    ラ（１）を太陽熱集熱器と一体としたことを特徴とする
    受動型熱移動装置。
JP62116026A 1986-05-22 1987-05-14 受動型熱移動装置 Expired - Lifetime JP2563174B2 (ja)

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