JPS6347738Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は配管内に封入された作動流体の液と
蒸気間の相変化を利用することにより上部の熱を
下部へ熱輸送する熱伝達装置に関するものであ
る。

従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において１は上部に水平に置かれた受熱
部、２は下部に垂直に置かれた放熱部、３Ａ，３
Ｂは弁、４はアキユムレータである。５Ａは受熱
部１、放熱部２間の配管、５Ｂは放熱部２、弁３
Ａ間の配管、５Ｃは弁３Ａ，３Ｂ間の配管である
がその配管の一部はＴ字管になつており、アキユ
ムレータ４にもつながつている。５Ｄは弁３Ｂ、
受熱部１間の配管である。なお弁３Ａ，３Ｂは作
動流体６が配管５Ｂから配管５Ｃ，５Ｄ方向に流
れるときは開となり、これとは逆の方向に流れよ
うとするときには閉となるように配設されてい
る。

以上説明した構成において液状の作動流体６を
液６Ａ、また気体状の作動流体６を蒸気６Ｂとす
ると、始動時には上記アキユムレータ４以外の内
部には液６Ａが充満した状態で封入されている。

次に動作について説明する。最初受熱部１内に
液６Ａがあると、この液６Ａは受熱部１により加
熱されるため蒸発熱を奪つて作動流体６の受熱部
１温度に相当した高圧の蒸気６Ｂとなり配管５Ａ
内にあつた液６Ａを押し下げて放熱部２に達し、
そこで冷却されると凝縮熱を放出して液化する。
このとき押し下げられた液６Ａは配管５Ｂから弁
３Ａを通つてアキユムレータ４や弁３Ｂへ流れ込
もうとするが受熱部１で発生した高圧の蒸気６Ｂ
の圧力は配管５Ｄ内の作動流体６にも加わつてい
るため弁３Ｂは閉じた状態になり結局弁３Ａを通
つて流れる液６Ａはアキユムレータ４に流れ込
み、そこに溜ることになる。

受熱部１から熱を奪つて蒸発した作動流体６が
放熱部２に達し、そこで再び液化して凝縮熱を放
出する動作により受熱部１の熱が放熱部２に熱輸
送されることになるが、この動作は受熱部１に液
６Ａが無くなるまで続く。受熱部１に液６Ａが無
くなると、それまで受熱部１の蒸気６Ｂの圧力は
作動流体６の受熱部１温度と放熱部２温度との中
間程度の温度に相当した高い圧力であつたのが今
度は受熱部１に蒸発すべき液６Ａが無いため放熱
部２温度に相当した低い圧力に下がることにな
る。そして圧力がアキユムレータ４内より低くな
るとその圧力差により、これまでとは逆にアキユ
ムレータ４内の液６Ａが配管５Ａや受熱部１へ向
つて流れようとするが、この場合には弁３Ａ，３
Ｂは構成上弁３Ａは閉、弁３Ｂは開となるためア
キユムレータ４内の液６Ａは弁３Ｂから配管５Ｄ
を通り受熱部１へ還流する。

以上の動作が順次繰り返されることにより上部
に置かれた受熱部１の熱が下部に置かれた放熱部
２に動力を使うことなく熱輸送可能になるわけで
ある。

従来の熱伝達装置は以上のように構成されてい
るもののアキユムレータ４内は作動流体６のみ入
つているためアキユムレータ４の温度が放熱部２
温度よりも低くなるとその中にあつた蒸気６Ｂは
凝縮液化してしまいアキユムレータ４内は液６Ａ
で満たされる。この場合受熱部１で高圧の蒸気６
Ｂが発生して配管５Ａや放熱部２にある液６Ａを
押し下げようとするが液６Ａは流れ込む所が無い
ため移動することができず、結局熱輸送作用は停
止することになる。また逆にアキユムレータ４周
囲の温度が受熱部１温度よりも高い場合はアキユ
ムレータ４と受熱部１の両方で高圧の蒸気６Ｂが
発生するため上記アキユムレータ４温度が放熱部
２温度よりも低い場合と同様配管５Ａや放熱部２
にある液６Ａに圧力が加わるもののアキユムレー
タ４の圧力の方が高いためアキユムレータ４に流
れ込むことができず結局熱輸送作用が停止するな
どの欠点があつた。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものでアキユムレータの周
囲を断熱材で被い、またアキユムレータ内部に不
凝縮性ガスを適量入れることにより、アキユムレ
ータ周囲の温度に関係無く正常な熱輸送を行なえ
る熱伝達装置を提供することを目的としている。

以下この考案の一実施例を図について説明す
る。第２図において１〜６は従来の熱伝達装置の
ものと同じであり説明を省略する。７はアキユム
レータ４内に適量封入された不凝縮性ガス、８は
アキユムレータ４周囲を覆う断熱材である。

この実施例においても熱伝達装置の熱輸送原理
は前記した従来例の場合と同様であるが、従来例
では熱輸送しない場合にも本実施例では熱輸送可
能である点について説明する。まずアキユムレー
タ４周囲温度が放熱部２温度より低い場合にはア
キユムレータ４内の蒸気６Ｂは全て凝縮液化する
がアキユムレータ４内にはその低い温度に相当し
た低圧の不凝縮性ガス７があるため受熱部１で発
生する高圧の蒸気６Ｂにより下方へ押された配管
５Ａおよび放熱部２内の液６Ａは弁３Ａを通りア
キユムレータ４内の不凝縮性ガス７を圧縮すると
ともにアキユムレータ４内に流れ込むことができ
る。このことにより前記熱輸送原理に従つた正常
な熱輸送が行なわれる。

次にアキユムレータ４周囲温度が受熱部１温度
より高い場合について説明する。最初アキユムレ
ータ４内でも作動流体６の蒸発が起こりその蒸発
潜熱によつてアキユムレータ４は冷却され徐々に
温度が低くなつていく。この場合アキユムレータ
４周囲は高温でありアキユムレータ４を加温すべ
く熱が進入してくるがアキユムレータ４は断熱材
８で覆われているためその熱量は作動流体６の蒸
発潜熱量に比べて非常に小さく、結局アキユムレ
ータ４は適温に保たれることになり前記熱輸送原
理に従つた正常な熱輸送が行なわれる。以上のこ
とを換言すれば、アキユムレータ４を断熱材８に
よつて被覆して内部を断熱することによつて、ア
キユムレータ４内における温度変化が少なく、作
動流体６の蒸発、凝縮が抑制されて一定の蒸気相
がクツシヨンとして作用してアキユムレータ４内
に不凝縮性ガスを封入することによつて、装置が
長時間にわたり停止してアキユムレータ４におけ
る液の出入が円滑になる。

さらに、アキユムレータ４内の蒸気相が凝縮す
ることがあつても、その不凝縮性ガスがクツシヨ
ン作用をして装置の始動を円滑化する。

以上この考案によれば、熱伝達装置をその内部
に作動流体が適量封入されたループ状配管中上下
に位置して配設される第１および第２の逆止弁
と、この第１および第２の逆止弁間に配設される
アキユムレータとの作用により、上記配管中上下
に位置して配設される受熱部から放熱部の一方向
に熱輸送するようにしたものにおいて、上記アキ
ユムレータを断熱材で覆うと共にその内部に適量
の不凝縮性ガスを封入して構成したため、常にア
キユムレータ内にガス相を確保することができ、
アキユムレータ内の温度条件により熱輸送作用が
変動することなく信頼性の高い装置を得ることが
できる。

【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による熱伝達装置の構成図で
ある。 １は受熱部、２は放熱部、３Ａ，３Ｂは弁、４
はアキユムレータ、６は作動流体、７は不凝縮性
ガス、８は断熱材である。なお、各図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. その内部に作動流体が適量封入されたループ状
   配管中上下に位置して配設される第１および第２
   の逆止弁と、この第１および第２の逆止弁間に配
   設されるアキユムレータとの作用により、上記配
   管中上下に位置して配設される受熱部から放熱部
   の一方向に熱輸送するようにしたものにおいて、
   上記アキユムレータを断熱材で覆うと共にその内
   部に適量の不凝縮性ガスを封入したことを特徴と
   する熱伝達装置。