JPS62294897A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents
蓄熱式熱交換器Info
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- JPS62294897A JPS62294897A JP62011284A JP1128487A JPS62294897A JP S62294897 A JPS62294897 A JP S62294897A JP 62011284 A JP62011284 A JP 62011284A JP 1128487 A JP1128487 A JP 1128487A JP S62294897 A JPS62294897 A JP S62294897A
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Classifications
-
- 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
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
-
- 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
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
この発明は熱交換器に関し、特にヒートパイプと固相一
液相の相変化をする蓄熱材とを具備した熱交換器に関す
るものである。
液相の相変化をする蓄熱材とを具備した熱交換器に関す
るものである。
ヒートパイプはその内部に密封した作動液体の蒸発潜熱
として熱輸送を行なうものであって、熱伝導率の最も高
い金属である銅に較べて、数十倍ないし百数十倍の熱伝
導率を有していることは、周知のとおりであり、従来で
はその優れた特性を生かしてヒートパイプを熱交換器等
の種々の機器に採用している。
として熱輸送を行なうものであって、熱伝導率の最も高
い金属である銅に較べて、数十倍ないし百数十倍の熱伝
導率を有していることは、周知のとおりであり、従来で
はその優れた特性を生かしてヒートパイプを熱交換器等
の種々の機器に採用している。
ところで、通常のヒートパイプでは、その両端部の間で
温度差があれば熱輸送が自然に生じるから、例えばいず
れかの部材もしくは部分を冷却する場合、熱を運び去る
吸熱源の温度が何らかの原因で上昇すると、冷却すべき
部材もしくは部分を冷却し得なくなるか、もしくは逆に
加熱してしまうことになる。また、いずれかの部材もし
くは部分を加熱する場合にも上記の事情は同様であって
、熱源の温度が何らかの原因で降下すると加熱すべき部
材もしくは部分を加熱し得ないか、もしくは逆に冷却す
ることになってしまう、そこで従来では、上記のような
不都合を解消するために、蓄熱材を用い、吸熱源の温度
が上昇した場合に蓄熱材を吸熱源として作用させ、ある
いは加熱源の温度が降下した場合に蓄熱材を熱源として
作用させるよう構成した熱交換器が提案されている。
温度差があれば熱輸送が自然に生じるから、例えばいず
れかの部材もしくは部分を冷却する場合、熱を運び去る
吸熱源の温度が何らかの原因で上昇すると、冷却すべき
部材もしくは部分を冷却し得なくなるか、もしくは逆に
加熱してしまうことになる。また、いずれかの部材もし
くは部分を加熱する場合にも上記の事情は同様であって
、熱源の温度が何らかの原因で降下すると加熱すべき部
材もしくは部分を加熱し得ないか、もしくは逆に冷却す
ることになってしまう、そこで従来では、上記のような
不都合を解消するために、蓄熱材を用い、吸熱源の温度
が上昇した場合に蓄熱材を吸熱源として作用させ、ある
いは加熱源の温度が降下した場合に蓄熱材を熱源として
作用させるよう構成した熱交換器が提案されている。
この種の熱交換器において用いる蓄熱材としては、水等
熱容量を利用したものや固相一液相の相変化の際の蓄熱
を利用したもの、あるいは蒸発潜熱を利用したものが考
えられるが、熱容量を利用した蓄熱材では蓄熱容量が小
さすぎる問題があり、また蒸発潜熱を利用した蓄熱材で
は蒸発の際の体積変化が大きくなりすぎる問題があり、
結局固相一液相の相変化の際の潜熱を利用した蓄熱材が
好ましいと考えられる。
熱容量を利用したものや固相一液相の相変化の際の蓄熱
を利用したもの、あるいは蒸発潜熱を利用したものが考
えられるが、熱容量を利用した蓄熱材では蓄熱容量が小
さすぎる問題があり、また蒸発潜熱を利用した蓄熱材で
は蒸発の際の体積変化が大きくなりすぎる問題があり、
結局固相一液相の相変化の際の潜熱を利用した蓄熱材が
好ましいと考えられる。
従来、このような固相一液相の相変化の際の潜熱を利用
した常温用蓄熱材として、塩化カルシウム・6水和物(
CaCl2 ・6)1i0、融点=29.92℃、潜熱
=45kcal/kg )、チオ硫酸ナトリウム・5水
和物(Na*5tOs ’ 5HzO,融点=48.
2℃)あるいはオクタデカン(C+5lhs、融点=2
8℃、潜熱=58.’2kcal/kg)等が知られて
いる。これらの蓄熱材は、相変化が完了するまで全体的
に温度が一定に保たれることが理想的な挙動であるが、
実際には部分的な過冷却状態もしくは過熱状態が現れ、
当初想定した温度状態を得られないばかりか、蓄熱材の
全量を有効に利用し得ない場合があった。
した常温用蓄熱材として、塩化カルシウム・6水和物(
CaCl2 ・6)1i0、融点=29.92℃、潜熱
=45kcal/kg )、チオ硫酸ナトリウム・5水
和物(Na*5tOs ’ 5HzO,融点=48.
2℃)あるいはオクタデカン(C+5lhs、融点=2
8℃、潜熱=58.’2kcal/kg)等が知られて
いる。これらの蓄熱材は、相変化が完了するまで全体的
に温度が一定に保たれることが理想的な挙動であるが、
実際には部分的な過冷却状態もしくは過熱状態が現れ、
当初想定した温度状態を得られないばかりか、蓄熱材の
全量を有効に利用し得ない場合があった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、固相一
液相の相変化の際の潜熱を利用する蓄熱材の挙動を可及
的に理想状態に近づけ、その有効利用を図ることのでき
る蓄熱式熱交換器を提供することを目的とするものであ
る。
液相の相変化の際の潜熱を利用する蓄熱材の挙動を可及
的に理想状態に近づけ、その有効利用を図ることのでき
る蓄熱式熱交換器を提供することを目的とするものであ
る。
以下この発明の実施例を添付の図面を参照して説明する
と、第1図はその一例を示す略解図であって、容器10
は隔壁11によって高温室12と低温室13とに2分別
され、高温室12には、被冷却媒体例えば高温油を流通
させるための流入口14および流出口15が形成され、
また低温室13には、冷却媒体例えば水を流通させるた
めの流入口16および流出口17が形成されている。前
記隔壁11には伝熱手段18が貫通して設けられており
、その伝熱手段18は、ヒートパイプ19の中間部外周
に、固相一液相の相変化をする蓄熱材20を所定の容器
21に収容して密着配置し、かつヒートパイプ19を高
温室12側から低温室13側に向けてのみ熱輸送を行な
うことのできる熱流ダイオードヒートパイプとした構成
とされている。その熱流ダイオードヒートパイプとして
は、蒸気制御式のもの、あるいは液流制御式のものなど
を使用することができる。例えば第2図に示すように、
低温室13例の蒸気圧が上昇した場合にその圧力で閉じ
る弁22を設け、低温室13側から高温室12側への気
相作動液体の流動をその弁22で規制する構成とすれば
よい。
と、第1図はその一例を示す略解図であって、容器10
は隔壁11によって高温室12と低温室13とに2分別
され、高温室12には、被冷却媒体例えば高温油を流通
させるための流入口14および流出口15が形成され、
また低温室13には、冷却媒体例えば水を流通させるた
めの流入口16および流出口17が形成されている。前
記隔壁11には伝熱手段18が貫通して設けられており
、その伝熱手段18は、ヒートパイプ19の中間部外周
に、固相一液相の相変化をする蓄熱材20を所定の容器
21に収容して密着配置し、かつヒートパイプ19を高
温室12側から低温室13側に向けてのみ熱輸送を行な
うことのできる熱流ダイオードヒートパイプとした構成
とされている。その熱流ダイオードヒートパイプとして
は、蒸気制御式のもの、あるいは液流制御式のものなど
を使用することができる。例えば第2図に示すように、
低温室13例の蒸気圧が上昇した場合にその圧力で閉じ
る弁22を設け、低温室13側から高温室12側への気
相作動液体の流動をその弁22で規制する構成とすれば
よい。
しかして第1図に示すように構成した熱交換器により、
例えば電カケープルやトランスなどの絶縁油を冷却水に
よって冷却する場合、その絶縁油を前記高温室12内に
流し、また冷却水を低温室13内に流す。すると、絶縁
油の有する熱が、前記ヒートパイプ】9によって低温室
13側に運ばれ、冷却水に伝達されるから、絶縁油が冷
却水によって冷却される。その場合、前記蓄熱材20と
して、融点が絶縁油の温度よりも低くかつ冷却水の温度
よりも高いものを用いることにより、蓄熱材20/c凝
固させたままの状態で絶縁油の冷却を行なうことができ
、そして何らかの原因で冷却水が停止し、あるいはその
温度が上昇した場合、絶縁油の有する熱が蓄熱材20に
伝わり、その熱を蓄えつつ蓄熱材20が融解し、蓄熱材
20が高温室と低温室にまたがって配置されているため
にIg材20が完全に融解するまでの間は絶縁油の冷却
はm続して行なわれることになる。また上記の熱交換器
では、ヒートパイプ19を熱流ダイオードヒートパイプ
としたことにより熱の移動が逆方向には生じないので、
低温室13内の温度が誤って上昇したとしても絶縁油を
加熱するなどの不都合は生じない。
例えば電カケープルやトランスなどの絶縁油を冷却水に
よって冷却する場合、その絶縁油を前記高温室12内に
流し、また冷却水を低温室13内に流す。すると、絶縁
油の有する熱が、前記ヒートパイプ】9によって低温室
13側に運ばれ、冷却水に伝達されるから、絶縁油が冷
却水によって冷却される。その場合、前記蓄熱材20と
して、融点が絶縁油の温度よりも低くかつ冷却水の温度
よりも高いものを用いることにより、蓄熱材20/c凝
固させたままの状態で絶縁油の冷却を行なうことができ
、そして何らかの原因で冷却水が停止し、あるいはその
温度が上昇した場合、絶縁油の有する熱が蓄熱材20に
伝わり、その熱を蓄えつつ蓄熱材20が融解し、蓄熱材
20が高温室と低温室にまたがって配置されているため
にIg材20が完全に融解するまでの間は絶縁油の冷却
はm続して行なわれることになる。また上記の熱交換器
では、ヒートパイプ19を熱流ダイオードヒートパイプ
としたことにより熱の移動が逆方向には生じないので、
低温室13内の温度が誤って上昇したとしても絶縁油を
加熱するなどの不都合は生じない。
なお、上述の作用は絶縁油を冷却する例についてのもの
であるが、これは観点を変えれば冷却水を加熱すること
にもなり、したがって第1図に示す熱交換器は排熱の回
収など所定の熱媒体を加熱する場合にも利用することが
でき、その場合も上述したと同様な効果を得ることがで
きる。
であるが、これは観点を変えれば冷却水を加熱すること
にもなり、したがって第1図に示す熱交換器は排熱の回
収など所定の熱媒体を加熱する場合にも利用することが
でき、その場合も上述したと同様な効果を得ることがで
きる。
またこの発明によれば、ヒートパイプの各端部が高温室
と低温室とのそれぞれに直接露出するので、熱交換はそ
のヒートパイプを介して直接行なわれ、蓄熱材が介在し
ないことになり、そのため熱交換にあたっての全熱抵抗
が小さくなって熱交換効率が向上し、同時に蓄熱材がバ
ッファーとして機能するから、高温源もしくは低温源に
異常が生じても、加熱あるいは冷却を一定時間維持する
ことができる。
と低温室とのそれぞれに直接露出するので、熱交換はそ
のヒートパイプを介して直接行なわれ、蓄熱材が介在し
ないことになり、そのため熱交換にあたっての全熱抵抗
が小さくなって熱交換効率が向上し、同時に蓄熱材がバ
ッファーとして機能するから、高温源もしくは低温源に
異常が生じても、加熱あるいは冷却を一定時間維持する
ことができる。
第1図本発明の実施例を示す略解図、第2図はそのヒー
トパイプの部分断面図である。 11:隔壁、12:高温室、13:低温室、19:ヒー
トパイプ、20:蓄熱材。 代理人 弁理士 竹 内 9 第1図 第2図
トパイプの部分断面図である。 11:隔壁、12:高温室、13:低温室、19:ヒー
トパイプ、20:蓄熱材。 代理人 弁理士 竹 内 9 第1図 第2図
Claims (1)
- 固相−液相の相変化をする蓄熱材を、中間部外周に所定
長さに互って密着配置したヒートパイプが、高温室と低
温室とを仕切る隔壁を貫通し、かつその隔壁が前記蓄熱
材の長手方向の中間部に位置するよう構成されているこ
とを特徴とする蓄熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62011284A JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62011284A JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57045317A Division JPS58164993A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62294897A true JPS62294897A (ja) | 1987-12-22 |
JPH0245114B2 JPH0245114B2 (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=11773695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62011284A Granted JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62294897A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175189A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Honda Motor Co Ltd | 蓄熱装置 |
US8893513B2 (en) | 2012-05-07 | 2014-11-25 | Phononic Device, Inc. | Thermoelectric heat exchanger component including protective heat spreading lid and optimal thermal interface resistance |
US8991194B2 (en) | 2012-05-07 | 2015-03-31 | Phononic Devices, Inc. | Parallel thermoelectric heat exchange systems |
US9593871B2 (en) | 2014-07-21 | 2017-03-14 | Phononic Devices, Inc. | Systems and methods for operating a thermoelectric module to increase efficiency |
US10458683B2 (en) | 2014-07-21 | 2019-10-29 | Phononic, Inc. | Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module |
CN114562904A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-05-31 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种相变蓄热换热器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102424002B1 (ko) * | 2016-11-01 | 2022-07-26 | 한국전자통신연구원 | 열 교환 장치 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5575184A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Heat accumulator |
JPS5726388A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Capsule type heat accumulator |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP62011284A patent/JPS62294897A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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