JPS6314224Y2 - - 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て発散させ
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と、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均衡させ
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の液面上に浮上するフロー
ト９と、連通管７に連続開口した弁座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。
１４Ａ，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１４
Ｄ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１４
Ａ〜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
ーレ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の蒸発が行われてい
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、関閉弁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、液溜器５の
液面は上昇することがなく、ある一定量の液１５
Ａが受液器４へ流入することが可能となる。そし
て、液１５Ａがアキユムレータ３から受液器４へ
流入している間は、受液器４からの熱が連通管７
を通つて蒸気１５Ｂとともにアキユムレータ３へ
流れ、アキユムレータ３の圧力が多少上昇するこ
とになる。したがつて、多量の液１５Ａがアキユ
ムレータ３から液溜器５へ流れ、サイフオン６の
作用によつて多量の液１５Ａを一度に受液器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、たとえば、アキユムレータ３の雰囲気温度が
変化すると、アキユムレータ３の蒸気温度も変化
し、それに伴つてアキユムレータ３の蒸気相の圧
力も変化する。したがつて、受液器４とアキユム
レータ３は放熱部２，管路１４Ａ，１４Ｂを介し
て連通しているため、受液器４の蒸気相の圧力お
よび温度が変化することになる。このことはアキ
ユムレータ３の雰囲気の温度変化に伴つて受熱部
１の温度も変化することを意味しており、熱輸送
の動作がアキユムレータ３の雰囲気温度に左右さ
れて不安定となる欠点があつた。

この考案は、上記の点にかんがみてなされたも
ので、放熱部とアキユムレータを連通する管路か
ら分岐してアキユムレータにいたる補助管路を設
け、この補助管路の途中に補助放熱部と作動流体
が補助放熱部から放熱部へのみ流れる逆止弁を設
け、アキユムレータの雰囲気温度の変化に左右さ
れずに安定した動作温度をもつ熱伝達装置を提供
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は補助
放熱部、１７は前記補助放熱部１６から放熱部２
へのみ液１５Ａが流れる逆止弁、１８Ａ，１８Ｂ
および１８Ｃは補助管路で、補助管路１８Ａは放
熱部２と逆止弁１７の一端との間を、補助管路１
８Ｂは逆止弁１７の他端と補助放熱部１６の一端
との間を、補助管路１８Ｃは補助放熱部１６の他
端とアキユムレータ３の上部との間を連通するも
のである。

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は所定量以上の液１５Ａがある場合
は、受熱部１の液１５Ａは蒸発して蒸気１５Ｂと
なり、受液器４，管路１４Ａを通つて放熱部２へ
凝縮熱を放出して液化する。この液１５Ａは逆止
弁１７の働きによつて補助放熱部１６へは直接流
れず、アキユムレータ３へ管路１４Ｂを通つて流
れ込むことになる。この場合、アキユムレータ３
の蒸気相は補助放熱部１６と連通しているので、
アキユムレータ３の蒸気１５Ｂは補助管路１８Ｃ
を通つて補助放熱部１６へ達し、凝縮熱を放出し
て液化して補助放熱部１６に溜ることになる。こ
のことは、アキユムレータ３の圧力は補助放熱部
１６の温度に強く影響され、アキユムレータ３の
雰囲気温度に左右されないことを意味する。

受液器４の液１５Ａが所定量以下に減少する
と、開閉弁８が開放して受液器４の蒸気１５Ｂは
アキユムレータ３へ流れ込み、管路１４Ｂおよび
補助管路１８Ｃにも流れ込む。そして、管路１４
Ｂと補助放熱部１６との液面を押し下げることに
なる。この時に補助放熱部１６の液面が管路１４
Ｂの液面よりも高い場合は、連通管の原理によつ
て補助放熱部１６に溜つた液１５Ａは逆止弁１７
を通つて管路１４Ｂへ排出される。同時にアキユ
ムレータ３から受液器４に液１５Ａが還流し、受
液器４に液１５Ａが所定量以上になつて開閉弁８
が閉となり元の状態に戻ることになる。その後、
補助放熱部１６から管路１４Ｂに排出された液１
５Ａは受熱部１から管路１４Ａ，放熱部２，管路
１４Ｂを通つてアキユムレータ３へ流れる液１５
Ａとともにアキユムレータ３へ還流する。

以上のような動作の繰返しで受熱部１の熱が放
熱部２へ熱輸送されるので、アキユムレータ３の
圧力はその雰囲気の温度に左右されなくなり、受
液器４の圧力と受熱部１の温度もアキユムレータ
３の雰囲気温度の変化に左右されなくなつて安定
した動作が得られることになる。

以上詳細に説明したように、この考案の熱伝達
装置は、放熱部とアキユムレータを連通する補助
管路を設けるとともに、その途中に補助放熱部と
逆止弁とを設け、アキユムレータの温度，圧力が
補助放熱部の温度により規制される構成としたの
で、アキユムレータの雰囲気温度の変化により受
液器、受熱部の温度が変化することがなく安定し
た動作が得られる利点がある。

【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、７は連通管、８は開閉弁、９はフロート、１
０は弁座、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は補助放熱部、
１７は逆止弁、１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは補助管
路である。なお、図中の同一符号は同一または相
当部分を示す。

Claims (1)

【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
   放熱部から分岐し前記アキユムレータの上部に連
   絡する補助管路を設け、この補助管路の途中に補
   助放熱部を設け、この補助放熱部と前記放熱部と
   の補助管路の途中に前記補助放熱部から放熱部に
   向つてのみ作動流体を流し得る逆止弁を介装させ
   たことを特徴とする熱伝達装置。