JPS6314223Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、熱伝達装置、特に管路内に封入し
た作動流体の液と蒸気との相変化を利用して、受
熱部で吸収した熱を放熱部へ熱輸送し発散させる
ようにした熱伝達装置に関するものである。

従来のこの種の熱伝達装置は、第１図のように
構成されている。この図において、１は受熱部、
２は前記受熱部１の下方に設けた放熱部、３は前
記受熱部１の上方に設けた蓄液器（以下、アキユ
ムレータという）、４は前記受熱部１とアキユム
レータ３との間に設けた受液器で、内部にアキユ
ムレータ３からの液が流入する液溜器５に溜つた
液を受液器４に排出するサイフオン６とが設けて
ある。７は前記受液器４とアキユムレータ３との
間を連通して内部の圧力をバランスさせるための
連通管、８は前記連通管７の途中に設けた開閉弁
で、受液器４の液面に浮上するフロート９と、連
通管７に接続開口した弁座１０とからなる。１１
は前記アキユムレータ３から受液器４へのみ液が
流れる逆止弁、１２は前記受熱部１と受液器４の
低部間を連絡する液管、１３は前記受熱部１と受
液器４の高部間を連絡する蒸気管である。１４
Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび１４Ｄは管路で、管路
１４Ａは受液器４の上部と放熱部２の一端との間
を、管路１４Ｂは放熱部２の他端とアキユムレー
タ３の上部との間を、管路１４Ｃはアキユムレー
タ３の底部と逆止弁１１との間を、管路１４Ｄは
逆止弁１１と受液器４の上部との間をそれぞれ連
通するものであり、このようにして管路１４Ａ〜
１４Ｄはループ、すなわち、閉管路を形成し、ア
キユムレータ３を含む管路１４Ａ〜１４Ｄの内に
熱輸送媒体としてのフロン、メチルアルコール等
の凝縮性液体である作動流体が適量だけ封入され
るとともに、始動時にはアキユムレータ３の上部
以外の管路１４Ａ〜１４Ｄに液体状の作動流体が
満された状態になる。なお、以下この液体状の作
動流体を液１５Ａといい、これに対して気体状の
作動流体を蒸気１５Ｂということにする。

上記のように従来の熱伝達装置は構成され、受
熱部１に熱が供給されると、この受熱部１の液１
５Ａは与えられた温度で沸騰し、対応する高圧の
蒸気１５Ｂを発生して受熱部１とアキユムレータ
３との間に圧力差を生じ、受熱部１の方が高圧と
なるため、管路１４Ａ、放熱部２、管路１４Ｂに
ある液１５Ａがアキユムレータ３へ流れ込み、ア
キユムレータ３の圧力を徐々に高めることとな
る。

次いで、受熱部１で発生した蒸気１５Ｂは蒸気
管１３，受液器４，管路１４Ａを通つて放熱部２
へ達して冷却され、凝縮熱を放出して液化するた
め、蒸気１５Ｂの温度は受熱部温度と放熱部温度
とに規制されることになる。そして、受熱部１，
受液器４，管路１４Ａおよび放熱部２の蒸気１５
Ｂの圧力は、この受熱部温度と放熱部温度との中
間程度の温度に相当した飽和蒸気圧となる。した
がつて、受熱部１で液１５Ａの蒸気が行われてい
る間はアキユムレータ３の圧力もほぼこの圧力に
維持される。

この状態で受熱部１に発生した蒸気１５Ｂが放
熱部２へ達して再び液化し、液１５Ａがアキユム
レータ３へ流れ込むことにより、受熱部１での熱
が放熱部２へ熱輸送されることになる。この場
合、受液器４が受熱部１よりも上方にあり、液管
１２と蒸気管１３で連通されているので、液１５
Ａは受液器４から液管１２を通つて受熱部１へ流
れ、受熱部１で熱を受けて蒸発した蒸気１５Ｂは
蒸気管１３を通つて受液器４に還流し、受液器４
から管路１４Ａを通つて放熱部２へ流れることに
なる。

したがつて、受液器４に液１５Ａがある限り、
受熱部１は液１５Ａで満たされており、受熱部１
から放熱部２へ熱輸送が行われるにしたがつて受
液器４の液面は低下することになる。

この場合、受液器４の液面が開閉弁８の弁座１
０よりも高い位置にある間は、液１５Ａの浮力の
作用によつてフロート９は弁座１０に押しつけら
れ、開閉弁８を閉じることになる。その結果、受
液器４の蒸気１５Ｂは管路１４Ａを通つて放熱部
２へ流れ、熱輸送が行われる。

受液器４の液１５Ａが熱輸送の結果消費されて
次第に液面が低下し、弁座１０の位置以下に低下
すると、フロート９も液面の低下とともに低下し
て弁座１０から離れ、開閉弁８は開放状態とな
る。そのために受液器４の蒸気１５Ｂは連通管７
を通つてアキユムレータ３へ流入し、受液器４と
アキユムレータ３の蒸気相は均圧されることにな
る。この場合、アキユムレータ３が受液器４より
上方に置かれているため、重力の作用によつてア
キユムレータ３から管路１４Ｃ，逆止弁１１，管
路１４Ｄを通つて液溜器５へ液１５Ａが還流して
くるが、サイフオン６の作用により、受液器４の
液面は上昇することがなく、ある一定量の液１５
Ａが液溜器５へ流入することが可能となる。そし
て、所定量の液１５Ａがアキユムレータ３から液
溜器５へ流れると、サイフオン６の作用によつて
液溜器５に溜められた多量の液１５Ａを受液器４
へ流入させることが可能となるため、開閉弁８が
閉じている時間を長くすることができる。

所定量の液１５Ａが液溜器５へ流入し、サイフ
オン６の作用によつて受液器４へ排出されると、
再び受液器４の液面が上昇して開閉弁８が閉じ、
最初の状態に戻り、受熱部１から放熱部２への熱
輸送が行われることになる。

以上の動作の繰返しにより、受熱部１から放熱
部２へ熱輸送が連続して行われる。

従来の熱伝達装置は上記のように動作するた
め、受液器４の液面は受熱部１の沸騰の影響を受
けて激しく振動する。したがつて、受液器４の液
面がフロート９の下がる所定位置近くになると、
開閉弁８は開閉振動することになる。そして、開
閉弁８が一度開放すると、放熱部２とアキユムレ
ータ３との間の管路１４Ｂの液１５Ａが重力の作
用で放熱部２へ流れ込み、放熱部２を液１５Ａで
満たす。その結果、受熱部１から放熱部２への蒸
気１５Ｂの流れが停止し、受液器４の液面低下速
度は極端に遅くなる。すなわち、受液器４の液面
位置が維持される結果、開閉弁８の開閉振動も長
く続き、受液器４とアキユムレータ３の圧力が均
衡するのに長い時間がかかり、その分熱輸送効率
が悪くなる。また、受熱部１で発生する蒸気１５
Ｂの量が開閉弁８を通つて受液器４からアキユム
レータ３へ流れる蒸気１５Ｂの量よりも多い場合
は、受液器４とアキユムレータ３の圧力は均衡す
ることなく、熱伝達装置全体の圧力が異常に高く
なる等の欠点があつた。

この考案は、上記の点にかんがみてなされたも
ので、受液器に液面検知器を設け、受液器とアキ
ユムレータとを連通する連通管の途中に液面検知
器の出力を所定時間遅延する遅延リレーを介して
動作する開閉弁を設け、受液器の振動する液面が
液面検知器に影響を与えない位置まで低下したと
きに開閉弁が開放する構成とした熱伝達装置を提
供するものである。以下、この考案を図面につい
て説明する。

第２図はこの考案の一実施例を示す構成図で、
第１図と同一符号は同一部分を示し、１６は前記
受液器４の中に設けた液面検知器、１７は遅延リ
レー、１８は開閉弁、１９Ａ，１９Ｂは連通管
で、連通管１９Ａは受液器４の上部と開閉弁１８
の一端との間を、連通管１９Ｂはアキユムレータ
３の上部と開閉弁１８の他端との間を連通するも
のである。なお、受液器４の液面が所定位置より
低下すると、液面検知器１６は遅延リレー１７へ
出力を送る。そして、遅延リレー１７の遅延時間
Ｔは、受液器４の最大液面振幅をHcm、液面低
下速度をVcm／secとすると、Ｔ＞Ｈ／Ｖの値に設 定してあるので、液面検知器１６から出力が連続
して遅延時間Ｔよりも長く送られたときのみ遅延
リレー１７は動作（たとえばON状態）し、受液
器４とアキユムレータ３とを連通する連通管１９
Ａ，１９Ｂの途中に設けた開閉弁１８を開放して
アキユムレータ３と受液器４とを均圧にする。

次に、動作について説明するが、従来例と同様
な説明は省略し、従来例と相違する部分について
説明する。

受液器４の液面が、液面検知器１６が動作する
位置まで低下すると、液面検知器１６がこれを検
知し、遅延リレー１７へ信号が送られる。しか
し、遅延リレー１７の働きによつて液面検知器１
６が振動する液面の影響を受けなくなるまで遅延
リレー１７は動作せず、開閉弁１８も閉成したま
まである。

その後、受液器４の液面がさらに低下し、液面
検知器１６が振動する液面の影響を受けなくなる
と液面検知器１６から遅延リレー１７へ信号が連
続して送られることになり、遅延リレー１７は動
作するとともに開閉弁１８は開放する。

したがつて、受液器４とアキユムレータ３は連
通管１９Ａ，１９Ｂで連通して受液器４内の蒸気
１５Ｂがアキユムレータ３へ流入し、すみやかに
受液器４とアキユムレータ３との圧力が均圧して
アキユムレータ３から液溜器５，受液器４へ液１
５Ａが供給される。アキユムレータ３から受液器
４へ液１５Ａが供給されると、受液器４の液面位
置は液面検知器１６の動作液面位置よりも高くな
り、それまで液面検知器１６から遅延リレー１７
へ送られていた信号が止まるとともに遅延リレー
１７は不動作状態になる。その結果、開閉弁１８
を閉成し、アキユムレータ３と受液器４の連通は
遮断される。

上記のように受液器４とアキユムレータ３とを
連通する連通管１９Ａ，１９Ｂの途中に設けた開
閉弁１８が、受液器４の振動する液面の影響を受
けることなく安定した動作を行うため、熱輸送効
率が高くなるとともに熱伝達装置全体の圧力を安
定させることができる。

以上詳細に説明したように、この考案の熱伝達
装置は受液器に液面検知器を設け、受液器とアキ
ユムレータとを連通する連通管の途中に液面検知
器の出力を所定時間遅延する遅延リレーを介して
開閉弁を動作させる構成にしたので、アキユムレ
ータから受液器への液の供給が速やかに行われ、
熱輸送効率が高くなるとともに熱伝達装置全体の
圧力を安定させることができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱伝達装置の構成図、第２図は
この考案の一実施例を示す構成図である。 図中、１は受熱部、２は放熱部、３はアキユム
レータ、４は受液器、５は液溜器、６はサイフオ
ン、１１は逆止弁、１２は液管、１３は蒸気管、
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは管路、１５Ａ
は液、１５Ｂは蒸気、１６は液面検知器、１７は
遅延リレー、１８は開閉弁、１９Ａ，１９Ｂは連
通管である。なお、図中の同一符号は同一または
相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 上部に設置した受熱部と下部に設置した放熱
   部との間をループ状に接続するとともに、内部
   に熱輸送媒体としての凝縮性液体の作動流体を
   封入した管路を有し、アキユムレータを前記受
   熱部よりも上方に位置させ、前記アキユムレー
   タと前記受熱部の中間位置に受液器を設け、前
   記受液器と前記アキユムレータ間に両者を連通
   させて圧力を均衡させるための連通管を設ける
   とともに、前記連通管を開閉する開閉弁を設
   け、かつ、前記アキユムレータから受液器に向
   つてのみ作動流体を流し得る逆止弁を介装させ
   た熱伝達装置において、前記受液器内の液面が
   所定位置以下になつたとき所定時間後に前記開
   閉弁を開とし、前記受液器内の液面が所定位置
   以上になつたときにはただちに前記開閉弁を閉
   にする遅延リレーを組合せた液面検知器を具備
   せしめたことを特徴とする熱伝達装置。 (2) 遅延リレーの遅延時間をTsec、受液器内の
   最大液面振幅をHcm、前記受液器内における
   液面の低下速度をVcm／secとするとき、前記
   Ｔ，Ｈ，Ｖの間にＴ＞Ｈ／Ｖの関係を持たせたこ とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記
   載の熱伝達装置。