JP2774359B2 - ループ型ヒートパイプ - Google Patents
ループ型ヒートパイプInfo
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- JP2774359B2 JP2774359B2 JP13203390A JP13203390A JP2774359B2 JP 2774359 B2 JP2774359 B2 JP 2774359B2 JP 13203390 A JP13203390 A JP 13203390A JP 13203390 A JP13203390 A JP 13203390A JP 2774359 B2 JP2774359 B2 JP 2774359B2
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- Japan
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- heat
- liquid
- loop
- heat pipe
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、トップヒートモードで作動させるループ
型ヒートパイプに関するものである。
型ヒートパイプに関するものである。
従来の技術 蒸発部が凝縮部より高い位置に設けられている所謂ト
ップヒートモードのループ型ヒートパイプにおいては、
蒸発部への作動液の還流が円滑に行なわれにくいためド
ライアウト等の不都合が発生し易いという問題があっ
た。そこで、従来においては、ポンプによって下方の凝
縮部で液化した作動液を、上方の蒸発部に供給するよう
に構成して、ドライアウト等の不都合が生じないように
している。
ップヒートモードのループ型ヒートパイプにおいては、
蒸発部への作動液の還流が円滑に行なわれにくいためド
ライアウト等の不都合が発生し易いという問題があっ
た。そこで、従来においては、ポンプによって下方の凝
縮部で液化した作動液を、上方の蒸発部に供給するよう
に構成して、ドライアウト等の不都合が生じないように
している。
発明が解決しようとする課題 しかし、前述した従来のループ型ヒートパイプの場合
には、トップヒートモードで作動させるために常時ポン
プを作動させる必要があり、そのため、ライニングコス
トガ高くなるという問題があった。
には、トップヒートモードで作動させるために常時ポン
プを作動させる必要があり、そのため、ライニングコス
トガ高くなるという問題があった。
この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、ライ
ニングコストを下げるとともに、トップヒートモードで
作動させた際に高い熱輸送能力が発揮されるループ型ヒ
ートパイプを提供することを目的としている。
ニングコストを下げるとともに、トップヒートモードで
作動させた際に高い熱輸送能力が発揮されるループ型ヒ
ートパイプを提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの発明は、外
部からの熱を吸収する蒸発部と、この蒸発部より低い位
置に設けられて外部へ熱を放出する凝縮部とをループ状
に配管接続し、トップヒートモードで作動させるループ
型ヒートパイプにおいて、前記蒸発部には、液溜りと、
この液溜りから上方に連続する蒸発面と、液溜り内の作
動液の液面の高さを検出する液面検出手段とを備え、前
記凝縮部の周囲には蓄熱材を備えるとともに、前記蒸発
部の液面の低下が検出された際に、液溜りに作動液を補
給するポンプを前記凝縮部の下流に備えていることを特
徴としている。
部からの熱を吸収する蒸発部と、この蒸発部より低い位
置に設けられて外部へ熱を放出する凝縮部とをループ状
に配管接続し、トップヒートモードで作動させるループ
型ヒートパイプにおいて、前記蒸発部には、液溜りと、
この液溜りから上方に連続する蒸発面と、液溜り内の作
動液の液面の高さを検出する液面検出手段とを備え、前
記凝縮部の周囲には蓄熱材を備えるとともに、前記蒸発
部の液面の低下が検出された際に、液溜りに作動液を補
給するポンプを前記凝縮部の下流に備えていることを特
徴としている。
また、ポンプの上流側の配管に、ポンプ方向への流通
のみを許容する逆止弁を介設した構成とすることができ
る。さらに、凝縮部を地中に設けることができる。
のみを許容する逆止弁を介設した構成とすることができ
る。さらに、凝縮部を地中に設けることができる。
作用 上記のように構成することにより、外部の熱を蒸発部
が吸収すると、液溜りに溜まった作動液が加熱されて蒸
発し、その蒸気が凝縮部に移動する。凝縮部に移動した
作動液の蒸気は、蒸発潜熱を放出して凝縮するととも
に、放出された熱は周囲の蓄熱材に蓄積される。一方、
凝縮した作動液は、重力の作用で下方へ流れてループ下
方に溜る。そして、作動液が蒸発し続けることによって
蒸発部の液溜りの作動液面が所定の高さより低くなる
と、液面検出手段が液面の低下を検出してポンプを運転
させる信号を送り、ポンプによってループ下部に溜まっ
ている作動液が蒸発部の液溜りに供給される。そして、
作動液が供給されて、液溜りに所定量が溜まると、前記
液面検出手段が液面が所定の高さまで上昇したことを検
出して、ポンプに運転停止の信号が送られてポンプが停
止する。このようにして、蒸発部の液溜り内の作動液量
が自動的に管理され、ドライアウトの発生が防止される
とともに、ポンプの運転時間が大幅に短縮される。
が吸収すると、液溜りに溜まった作動液が加熱されて蒸
発し、その蒸気が凝縮部に移動する。凝縮部に移動した
作動液の蒸気は、蒸発潜熱を放出して凝縮するととも
に、放出された熱は周囲の蓄熱材に蓄積される。一方、
凝縮した作動液は、重力の作用で下方へ流れてループ下
方に溜る。そして、作動液が蒸発し続けることによって
蒸発部の液溜りの作動液面が所定の高さより低くなる
と、液面検出手段が液面の低下を検出してポンプを運転
させる信号を送り、ポンプによってループ下部に溜まっ
ている作動液が蒸発部の液溜りに供給される。そして、
作動液が供給されて、液溜りに所定量が溜まると、前記
液面検出手段が液面が所定の高さまで上昇したことを検
出して、ポンプに運転停止の信号が送られてポンプが停
止する。このようにして、蒸発部の液溜り内の作動液量
が自動的に管理され、ドライアウトの発生が防止される
とともに、ポンプの運転時間が大幅に短縮される。
また、前記ポンプの上流側の配管に、ポンプ方向への
流通のみを許容する逆止弁を介設すれば、ポンプ停止時
においても、ポンプ内に作動液が滞溜し、運転再開時に
呼び水となってポンプが円滑に始動する。
流通のみを許容する逆止弁を介設すれば、ポンプ停止時
においても、ポンプ内に作動液が滞溜し、運転再開時に
呼び水となってポンプが円滑に始動する。
さらに、凝縮部を蓄熱材とともに地中に設ければ、周
囲の地盤が断熱材となって、蓄熱効率がアップする。
囲の地盤が断熱材となって、蓄熱効率がアップする。
実 施 例 以下、この発明の一実施例を第１図および第２図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
このループ型のヒートパイプ１は、地上に設けられた
円筒タンク型の蒸発部２と、地下に設けられた凝縮部３
とが蒸気管４により配管接続されるとともに、凝縮部３
の下方のリザーバ５との間を液回収管６によって配管接
続され、さらにリザーバ５と前記蒸発部２との間は、液
戻し管７によって配管接続されて閉ループ状に形成さ
れ、真空にされた内部には凝縮性の作動液８が封入され
ている。
円筒タンク型の蒸発部２と、地下に設けられた凝縮部３
とが蒸気管４により配管接続されるとともに、凝縮部３
の下方のリザーバ５との間を液回収管６によって配管接
続され、さらにリザーバ５と前記蒸発部２との間は、液
戻し管７によって配管接続されて閉ループ状に形成さ
れ、真空にされた内部には凝縮性の作動液８が封入され
ている。
また円筒タンク型の蒸発部２は、ほぼ水平に設置され
ており、その内周面にはウィック９が密着状態で全面に
設けられるとともに、その下部が液溜り2aとなって作動
液８が溜められている。また、円筒状の蒸発部２の両端
には、作動液８の液面より高い位置に、蒸気管２と液戻
し管７の端部がそれぞれ配管接続されている。また凝縮
部３は、その外周を大量の蓄熱材10で覆われた状態で地
中に埋設され、地上の蒸発部２と蒸気管４で接続されて
いる。さらに、凝縮部３の下方には、作動液８を貯留す
るためのリザーバ５が設置されており、液回収管６によ
って凝縮部３の下部に接続されている。そして、リザー
バ５の下流には逆止弁11が設けられており、この逆止弁
11によって上流方向（第１図において左方向）への逆流
が規制されている。また逆止弁11の下流側には、ポンプ
12を介設した液戻し管７が接続され、さらに液戻し管７
の端部は地上の前記蒸発部２に接続されている。
ており、その内周面にはウィック９が密着状態で全面に
設けられるとともに、その下部が液溜り2aとなって作動
液８が溜められている。また、円筒状の蒸発部２の両端
には、作動液８の液面より高い位置に、蒸気管２と液戻
し管７の端部がそれぞれ配管接続されている。また凝縮
部３は、その外周を大量の蓄熱材10で覆われた状態で地
中に埋設され、地上の蒸発部２と蒸気管４で接続されて
いる。さらに、凝縮部３の下方には、作動液８を貯留す
るためのリザーバ５が設置されており、液回収管６によ
って凝縮部３の下部に接続されている。そして、リザー
バ５の下流には逆止弁11が設けられており、この逆止弁
11によって上流方向（第１図において左方向）への逆流
が規制されている。また逆止弁11の下流側には、ポンプ
12を介設した液戻し管７が接続され、さらに液戻し管７
の端部は地上の前記蒸発部２に接続されている。
一方、蒸発部２の内部には、液溜り2aに溜っている作
動液８の液面高さが、所定の範囲より低くなった場合
と、高くなった場合とに、ポンプ12を運転させる信号
と、運転中のポンプ12を停止させる信号とを出力する液
面センサ13が設けられている。そして、液面センサ13か
ら出力される信号は、リード線13aを介してポンプ12の
電源スイッチ12aに送られるようになっている。
動液８の液面高さが、所定の範囲より低くなった場合
と、高くなった場合とに、ポンプ12を運転させる信号
と、運転中のポンプ12を停止させる信号とを出力する液
面センサ13が設けられている。そして、液面センサ13か
ら出力される信号は、リード線13aを介してポンプ12の
電源スイッチ12aに送られるようになっている。
次に、この実施例の作用を説明する。
ヒートポンプ１は、その蒸発部２の液溜り2aに作動液
８が貯留されている。そして、蒸発部２の外側が太陽熱
あるいはボイラーの発熱等の外部からの熱によって加熱
されると、蒸発部２の内周面に設けられたウィック９の
毛細管作用によって作動液８が、加熱されている内周面
に吸い上げられ、加熱されて蒸発する。
８が貯留されている。そして、蒸発部２の外側が太陽熱
あるいはボイラーの発熱等の外部からの熱によって加熱
されると、蒸発部２の内周面に設けられたウィック９の
毛細管作用によって作動液８が、加熱されている内周面
に吸い上げられ、加熱されて蒸発する。
蒸発した作動液８の蒸気は、蒸発部２から蒸気管４を
経由して地中に設けられている凝縮部３に移動し、低温
の凝縮部３において蒸発潜熱を放出して蒸気から液体に
戻り、重力によって液回収管６内に流れて最下部のリザ
ーバ５に一旦貯留される。
経由して地中に設けられている凝縮部３に移動し、低温
の凝縮部３において蒸発潜熱を放出して蒸気から液体に
戻り、重力によって液回収管６内に流れて最下部のリザ
ーバ５に一旦貯留される。
そして、蒸発部２内において作動液８が蒸発し続け
て、液溜り2a内の液面が低下すると、液面センサ13が液
面が所定の高さより低くなったことを検出して、ポンプ
12の運転を開始させる信号が出力され、電源スイッチ12
aがONしてポンプ12が運転される。ポンプ12が運転され
ると、ループ下部のリザーバ５および管6,7内の作動液
８が、上方に位置する蒸発部２へ補給されて液溜り2a内
の作動液８が増加する。そして、液溜り2a内の液面が所
定の高さまで上昇すると、液面センサ13が液面の上昇を
検出してポンプ12の運転を停止させる信号が出力され、
電源スイッチ12aがOFFしてポンプ12が停止する。なお、
ポンプ12の下流側に逆止弁11が介設されているため、逆
止弁11より上流側となるポンプ12および液戻し管７内に
作動液８が滞溜したままとなるため、ポンプ12の再始動
の際に、ポンプ12内に空気が入って、ポンプ始動が困難
となることがない。
て、液溜り2a内の液面が低下すると、液面センサ13が液
面が所定の高さより低くなったことを検出して、ポンプ
12の運転を開始させる信号が出力され、電源スイッチ12
aがONしてポンプ12が運転される。ポンプ12が運転され
ると、ループ下部のリザーバ５および管6,7内の作動液
８が、上方に位置する蒸発部２へ補給されて液溜り2a内
の作動液８が増加する。そして、液溜り2a内の液面が所
定の高さまで上昇すると、液面センサ13が液面の上昇を
検出してポンプ12の運転を停止させる信号が出力され、
電源スイッチ12aがOFFしてポンプ12が停止する。なお、
ポンプ12の下流側に逆止弁11が介設されているため、逆
止弁11より上流側となるポンプ12および液戻し管７内に
作動液８が滞溜したままとなるため、ポンプ12の再始動
の際に、ポンプ12内に空気が入って、ポンプ始動が困難
となることがない。
以上のように、この実施例においては、蒸発部２を円
筒タンク型とし、大量の作動液８を溜める液溜り2aと、
広い蒸発面とが得られようにしたので、熱輸送能力に優
れるとともに、蒸発部２への作動液８の補給間隔を長く
でき、ポンプ12の運転時間を短縮できるため、ランニン
グコストを大幅に低減することができる。
筒タンク型とし、大量の作動液８を溜める液溜り2aと、
広い蒸発面とが得られようにしたので、熱輸送能力に優
れるとともに、蒸発部２への作動液８の補給間隔を長く
でき、ポンプ12の運転時間を短縮できるため、ランニン
グコストを大幅に低減することができる。
なお、この実施例においては、凝縮部３を蓄熱材10と
ともに地中に設けて、外部から吸収した熱を蓄熱材10に
蓄積する場合について説明したが、凝縮部３の外周に水
を流通させて温水器等として使用することもできる。
ともに地中に設けて、外部から吸収した熱を蓄熱材10に
蓄積する場合について説明したが、凝縮部３の外周に水
を流通させて温水器等として使用することもできる。
発明の効果 この発明のループ型ヒートパイプは、蒸発部に作動液
の液溜りを備えていることから、作動液の供給なしで長
時間に亘って作動液を蒸発させ続けることができるた
め、トップヒートモードで作動させる場合に、作動液を
補給するポンプの運転時間を大幅に短縮でき、ランニン
グコストを低く抑えることができる。
の液溜りを備えていることから、作動液の供給なしで長
時間に亘って作動液を蒸発させ続けることができるた
め、トップヒートモードで作動させる場合に、作動液を
補給するポンプの運転時間を大幅に短縮でき、ランニン
グコストを低く抑えることができる。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はループ型ヒートパイプの系統図、第２図は
第１図のII−II線断面図である。 １……ヒートパイプ、２……蒸発部、2a……液溜り、３
……凝縮部、４……蒸気管、５……リザーバ、６……液
回収管、７……液戻り管、８……作動液、９……ウィッ
ク、10……蓄熱材、11……逆止弁、12……ポンプ、13…
…液面センサ。
で、第１図はループ型ヒートパイプの系統図、第２図は
第１図のII−II線断面図である。 １……ヒートパイプ、２……蒸発部、2a……液溜り、３
……凝縮部、４……蒸気管、５……リザーバ、６……液
回収管、７……液戻り管、８……作動液、９……ウィッ
ク、10……蓄熱材、11……逆止弁、12……ポンプ、13…
…液面センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−80088（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−71074（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F28D 15/02
Claims (3)
- 【請求項１】外部からの熱を吸収する蒸発部と、この蒸
発部より低い位置に設けられて外部へ熱を放出する凝縮
部とをループ状に配管接続し、トップヒートモードで作
動させるループ型ヒートパイプにおいて、前記蒸発部に
は、液溜りと、この液溜りから上方に連続する蒸発面
と、液溜り内の作動液の液面の高さを検出する液面検出
手段とを備え、前記凝縮部の周囲には蓄熱材を備えると
ともに、前記蒸発部の液面の低下が検出された際に、液
溜りに作動液を補給するポンプを前記凝縮部の下流に備
えていることを特徴とするループ型ヒートパイプ。 - 【請求項２】前記ポンプの上流側の配管に、ポンプ方向
への流通のみを許容する逆止弁を介設したことを特徴と
する請求項１に記載のループ型ヒートパイプ。 - 【請求項３】前記凝縮部が、蓄熱材とともに地中に設け
られていることを特徴とする請求項１または２に記載の
ループ型ヒートパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203390A JP2774359B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ループ型ヒートパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203390A JP2774359B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ループ型ヒートパイプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428998A JPH0428998A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2774359B2 true JP2774359B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=15071929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13203390A Expired - Fee Related JP2774359B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ループ型ヒートパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774359B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255944A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | エンジンの暖機装置 |
| CA2705111A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-14 | University Of Utah Research Foundation | Ground-coupled heat exchange for heating and air conditioning applications |
| CN110627148A (zh) * | 2019-10-29 | 2019-12-31 | 南京聪诺信息科技有限公司 | 一种叠加式毛细力驱动水处理装置 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP13203390A patent/JP2774359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428998A (ja) | 1992-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |