JP2000220852A - 熱媒加熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は熱媒加熱搬送装置に関するものであ
り、熱媒搬送手段内に滞留した気体成分を確実に排出
し、熱媒搬送手段がエアー噛みを起こすことなく効率よ
く運転できるようにすることである。 【解決手段】 熱媒加熱装置は加熱手段７，熱交換手段
８，前記加熱手段７と熱交換手段８間に挿入された熱電
気変換手段９，前記熱電気変換手段９の起電力で駆動す
る熱媒搬送手段１０とを有し、前記熱媒搬送手段１０に
気体排出手段１２を配設したもので、前記気体排出手段
１２は液体，気体を吸引する減圧手段２１とし、熱媒搬
送手段９内に滞留する気体成分が圧力作用で強制的に排
出されるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体加熱搬送シス
テム、特に、熱発電熱媒循環システムに使用される熱媒
搬送手段内に滞留する気体成分を熱媒搬送手段外に排出
する気体排出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の熱媒循環回路に使用される
熱媒搬送手段の気体排出手段は図８に示されるものが一
般的であった。この気体排出手段は熱媒搬送手段１のケ
ーシング２の上部に気体排出路３を設け、気体排出路３
の排出口４に開閉栓５を取り付けた構成である。

【０００３】そして、上記構成において、運転開始前に
おける熱媒搬送手段１内の気体成分の排出は開閉栓５を
開け、気体排出口４から熱媒を注入すると同時に、内部
の気体成分を追い出し、気体排出口４から液体が溢れ出
たら開閉栓５を閉じる。この気体排出作業を終えた後、
熱媒搬送手段１の熱媒搬送運転を開始する。１回の気体
排出作業で熱媒搬送手段１が気体吸い込みで正常な運転
状態に達しない場合は、前記気体排出作業を繰り返すこ
とにより、正常な熱媒搬送運転状態が得られる。

【０００４】上記従来例では熱媒は気体排出口４から注
入したが、気体排出口４と別液体供給口を設け、そこか
ら熱媒を注入しながら気体排出口４から気体成分を追い
出す構成にしても同様な気体排出ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の熱媒搬送システムに使用される気体排出装置では、熱
媒搬送手段の内部流路が屈曲した流路形状であると、熱
媒搬送手段内部に滞留する気体成分が気体排出路へスム
ーズに浮上せず、気体成分を外部へ排出することができ
ない。また、熱媒搬送手段が小形になると、気体排出路
径が小さくなり、流路が液体の表面張力による液体膜に
より閉じられ、熱媒搬送手段内の気体成分が排出されな
い等の課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の熱媒加熱搬送装置は加熱手段、熱交換手段、
前記加熱手段と熱交換手段間に挿入された熱電気変換手
段、前記熱電気変換手段の起動力で駆動する熱媒搬送手
段とを有し、前記熱媒搬送手段に気体排出手段を配設し
たものである。

【０００７】また、気体排出手段は熱媒搬送手段内の液
体又は気体を吸引する減圧手段とし、熱媒搬送手段内に
滞留する気体成分が圧力作用で強制的に排出されるよう
にしたものである。

【０００８】上記発明によれば、気体排出路の開閉をお
こなうことなく、熱媒搬送手段の屈曲した複雑で、細い
流路形状に対しても迅速に熱媒搬送手段内の気体成分を
排出でき、熱媒搬送運転を容易に正常運転状態にするこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は加熱手段、熱交換手段、
前記加熱手段と熱交換手段間に挿入された熱電気変換手
段、前記熱電気変換手段の起電力で駆動する熱媒搬送手
段とを有し、前記熱媒搬送手段に気体排出手段を配設し
たものである。そして、熱媒供給時に熱媒搬送手段内の
気体成分の排出ができる。

【００１０】また、気体排出手段は熱媒搬送手段内の液
体又は気体を吸引する減圧手段としたものである。そし
て、熱媒搬送手段内の気体成分が発生した減圧力作用で
強制的に排出されるようにしたものである。

【００１１】また、減圧手段はベローズが取り付けられ
たポンプ室，逆止弁が挿入され熱媒搬送手段の吐出部に
連通したポンプ流入路、及び逆止弁が挿入されたポンプ
流出路とを有したものである。そして、ポンプ室内はベ
ローズの伸縮により減圧される。

【００１２】また、減圧手段はポンプ室に内接するピス
トンを有したものである。そして、ピストンの往復運動
によりポンプ室内が減圧される。

【００１３】また、減圧手段はポンプ室に内接するピス
トンに逆止弁を内設したものである。そして、ピストン
引き上げ時に逆止弁は閉じられ、ポンプ室が減圧され
る。

【００１４】また、熱媒搬送手段は液体供給手段を有
し、気体排出手段の流出路は液体供給手段に連通した閉
回路構成としたものである。そして、流出路から流出し
た気体は液体供給手段で捕集される。

【００１５】また、気体排出手段の流出路に気体と液体
とを識別する気液検知手段を設けた構成としたものであ
る。そして、流出路内の流体が気体から液体に変化した
ことを検知し気体排出手段の作動を停止する。

【００１６】また、気体抽出手段は自動運転ができるプ
ランジャポンプを用いた減圧手段、前記減圧手段の運転
を制御する制御手段、流出路に設けた気体と液体とを識
別する気液検知手段とで構成されたものである。そし
て、気体排出手段は流出路内の流体が気体から液体に変
化したことを検知し減圧手段が自動的に停止する。

【００１７】また、熱媒搬送手段は流入路に液体供給手
段を有し、熱媒循環回路は熱媒搬送手段の吐出部から、
液体供給手段の流入路までの循環路に循環回路閉止手段
を有した構成としたものである。そして、回路閉止手段
を閉じ、気体排出手段を作動させることにより、気体排
出手段には液体供給手段内の液体のみが流入する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の実施例１の気
体排出手段を搭載した熱媒加熱搬送装置の上面図、図２
は熱媒加熱搬送装置を用いた熱媒搬送システムの熱媒循
環回路図である。図３は減圧手段を気体排出手段に搭載
した断面図である。

【００２０】図１〜図３において、６は熱媒加熱搬送装
置で熱媒加熱部は燃焼熱を用いた加熱手段７、熱交換手
段８、前記加熱手段７と熱交換手段８間に挿入された熱
電気変換手段９で構成され、熱媒循環回路は熱媒搬送手
段１０、液体供給手段１１、及び熱媒搬送手段１０に取
り付けられた気体排出手段１２とで構成されている。前
記熱媒搬送手段１０は熱媒流入路１３，熱媒吐出路１４
を有し、インペラ軸１５が取り付けられたケーシング１
６および被駆動マグネット付インペラ１７とよりなる熱
媒圧送部とモータ１８，駆動マグネット１９およびモー
タ固定台２０とよりなる駆動部とで構成されている。熱
媒搬送手段として自給性のない遠心ポンプを用いてい
る。モータ１８は熱電気変換手段９の起電力で駆動す
る。２１は減圧手段でベローズ２２が取り付けられたポ
ンプ室２３，逆止弁２４が挿入されたポンプ流入路２
５、及び逆止弁２６が挿入されたポンプ流出路２７とよ
りなり、ベローズ２２の伸縮によりポンプ室２３を減圧
する。液体供給手段１１は液体供給口２８を有した容器
２９，往管３０，戻り管３１とで構成されている。３２
は加熱手段７の燃料タンク，３３は燃焼用点火器，３４
は循環回路閉止手段，３５は放熱器である。

【００２１】次に動作について説明すると、熱媒を液体
供給手段１１の供給口２８から注ぎ、容器２９が熱媒で
満たされたら、循環回路閉止手段３４で循環回路を閉
じ、気体排出手段１２である減圧手段２１のベローズ２
２を圧縮させると逆止弁２４は閉じ、逆止弁２６が開か
れポンプ室２３内の気体はポンプ流出路２７へ押し出さ
れる。続いてベローズ２２を伸ばすと逆止弁２６が閉
じ、逆止弁２４が開かれ熱媒搬送手段１０内の流体はポ
ンプ室２３に吸い上げられ、熱媒搬送手段１０内の圧力
はさがる。この圧力低下により、液体供給手段１１内の
熱媒は往管３０，熱媒搬送手段１０，気体排出手段１２
へと流れ、流路内の気体はポンプ室２３へと押し出され
る。そして熱媒搬送手段１０内は熱媒で満たされた状態
となる。熱媒搬送手段１０内が熱媒で満たされた後、加
熱手段７を燃焼用点火器３３で点火し、加熱を開始す
る。加熱手段７の加熱が始まると、熱電気変換手段９の
上面の温度が上昇し、下面との温度差が生じ、熱電気変
換手段９が発電し、電力が熱媒搬送手段１０に供給さ
れ、熱媒搬送手段１０のモータ１８により駆動マグネッ
ト１９が回転する。駆動マグネット１９の回転によりマ
グネット結合されたインペラ１７が回転し、熱媒は加
速，加圧され循環する。熱媒搬送が始まり熱媒が放熱器
３５回路へと送られ、熱媒供給手段１１内の減少してき
たら、熱媒を供給口２８より補給し、循環回路全体が熱
媒で満たされた状態にする。循環路が熱媒で満たされた
後、注水口を閉じることで、熱媒加熱搬送装置６は正常
運転状態にセットされる。

【００２２】（実施例２）図４は本発明の実施例２を示
す気体排出手段の断面図である。実施例１と異なる点は
ベローズ２２をピストン３６にし、ポンプ室２３を減圧
するようにしている。また、前記ピストン３６に逆止弁
３７を設けたものである。

【００２３】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。

【００２４】次に動作について説明すると、気体排出手
段１２である減圧手段のピストン３６を押し下げると逆
止弁３７が開かれ、ポンプ室２３内の気体は流出路２７
へ押し出される。続いてピストン３６を引き上げると逆
止弁２４が開かれ、熱媒搬送手段１０内の流体は吸い上
げられ、熱媒搬送手段１０内の圧力は低下する。この圧
力低下により、液体供給手段１１内の熱媒が熱媒搬送手
段１０に流れ込むと同時に、熱媒搬送手段１０内の気体
成分はポンプ室２３へと押し出され、熱媒搬送手段１０
内は熱媒で満たされる。

【００２５】（実施例３）図５は本発明の実施例３を示
す気体排出手段流出路の断面図である。実施例１と異な
る点は気体排出手段１２の流出路３８を液体供給手段１
１に接続し、気体排出手段１２から流出する熱媒が循環
回路系に回収されるようにしたものである。

【００２６】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。

【００２７】次に動作について説明すると、気体排出手
段１２である減圧手段のベローズ２２を圧縮させると、
逆止弁２４は閉じ、逆止弁２６が開きポンプ室２３内の
気体は流出路３８へ押し出され液体供給手段１１の容器
２９に流れこむ。続いてベローズ２２を伸ばすと、逆止
弁２６が閉じ、逆止弁２４が開き熱媒搬送手段１０のケ
ーシング１６内の流体はポンプ室２３に吸い上げられ、
ケーシング１６内の圧力は低下する。この圧力低下によ
り、液体供給手段１１内の熱媒は往管３０から屈曲した
流路形状の熱媒流入路１３を通り、ケーシング１６内に
流れ込む。

【００２８】上記動作を繰り返すことにより、気体排出
手段１２の流出路３８から流れ出る流体は気体から気体
と熱媒との混合体から最終純熱媒となって液体供給手段
１１へ流れ込む。

【００２９】（実施例４）図６は本発明の実施例４を示
す気液検知手段の断面図である。実施例１と異なる点は
気体排出手段１２の流出路３８に気体と液体とを識別す
る回転羽根３９をした気液検知手段４０を設けたことで
ある。

【００３０】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。

【００３１】次に動作について説明すると、気体排出手
段１２の作動初期は熱媒搬送手段１０からは気体成分が
排出される。排出された気体成分は流出路３８の回転羽
根３９を通り液体供給手段１１に流れ込む。回転羽根３
９は羽根に当たる流体が気体の時は、羽根を回転させる
運動量が小さく、回転羽根３９はほぼ制止した状態とな
る。

【００３２】気体排出手段１２の作動を継続し、熱媒搬
送手段１０が熱媒で満たされ、気体排出手段１２から流
出路３８に熱媒が排出されると、回転羽根３９は液体で
質量が大きく運動量が大きくなった熱媒流で回転する。
回転羽根３９が回転したことで熱媒搬送手段１０は熱媒
で満たされたと判断し気体排出手段１２の作動を停止す
る。

【００３３】（実施例５）図７は本発明の実施例５を示
す気体排出手段の外観図である。実施例１と異なる点は
減圧手段にプランジャポンプ４１を用い、自動運転を可
能にしていることである。そして、前記プランジャポン
プ４１を制御する制御手段４２と気液検知手段４３とが
設けられている。気液検知手段４３は容器４４内に電極
４５，４６からなり、２電極間の電気抵抗値の変化によ
り、流出路の流体が気体か液体かを識別する。

【００３４】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。

【００３５】次に動作について説明すると、熱媒を液体
供給手段１１の供給口２８から注ぎ、容器２９を熱媒で
満たした後、制御手段４２を操作しプランジャポンプ４
１を始動する。プランジャポンプ４１の吸引力により熱
媒搬送手段１０内の圧力が低下し、液体供給手段１１内
の熱媒が熱媒搬送手段１０に流れ込む。運転初期ではプ
ランジャポンプ４１から流出路３８に送り出される流体
は気体成分であるため、気液検知手段４３の電極４４，
４５間の電気抵抗値は高くなり、この高い抵抗値が制御
手段４２に入力され制御手段４２はプランジャポンプ４
１の運転を継続させる。

【００３６】プランジャポンプ４１の運転が継続され、
熱媒搬送手段１０が満たされ、熱媒が流出路３８に流れ
出すと、気液検知手段４３の電極４４，４５間の電気抵
抗値は低下し、低下した抵抗値が制御手段４２に入力さ
れ制御手段４２はプランジャポンプ４１の運転を停止す
る。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
気体捕集装置によれば次の効果を奏する。

【００３８】本発明は自給性のない遠心ポンプが熱搬送
手段として使用でき、熱電気変換手段９の起電力を効率
よく使用した熱媒搬送ができる。

【００３９】また、気体排出手段１２の負圧吸引を使っ
た気体排出であるため、排出時間が短縮される。熱媒搬
送手段１０の内部流路構成が狭く、捕捉なり熱媒の流路
が熱媒の表面張力による液体膜ができたも、熱媒搬送手
段１０内の気体成分を排出することができる。

【００４０】また、気体排出手段１２から排出された熱
媒が熱媒循環回路系へ戻されるため、熱媒回収作業が不
要となる。また、気体排出手段１２の吐出側と吸い込み
側とが逆止弁を介したバイパス路となるため、熱媒循環
回路中に異物が詰まり閉鎖状態になっても、気体排出手
段１２がリリーフ路として作用し、熱媒搬送手段１０が
高圧状態になり破損するのを防止することができる。

【００４１】また、流出路３８に挿入された気液検知手
段の回転羽根３９の停止で気体排出が完了したことが認
識でき、熱媒搬送手段１０内の気体成分を確実に排出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における熱媒加熱搬送装置の
上面図

【図２】同熱媒加熱搬送装置を用いた熱媒搬送システム
の熱媒循環回路図

【図３】同熱媒加熱搬送装置の気体排出手段を示す断面
図

【図４】本発明の実施例２における気体排出手段を示す
断面図

【図５】本発明の実施例３における気体排出手段の流出
路を示す断面図

【図６】本発明の実施例４における流出路に挿入された
気液検知手段を示す断面図

【図７】本発明の実施例５における気体排出手段を示す
原理構成図

【図８】従来の気体排出手段を示す断面図

【符号の説明】

６ 熱媒加熱搬送装置 ７ 加熱手段 ８ 熱交換器 ９ 熱電気変換手段 １０ 熱媒搬送手段 １１ 液体供給手段 １２ 気体排出手段 １９ 燃焼手段 ２１ 減圧手段 ２２ ベローズ ２３ ポンプ室 ２４，２６ 逆止弁 ２５ 流入路 ２７ 流出路 ３６ ピストン ３９ 回転羽根 ４０ 気液検知手段 ４１ プランジャポンプ ４２ 制御手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段、前記加熱手段で発生した熱で熱
   媒を加熱する熱交換手段、前記加熱手段と熱交換手段間
   に挿入された熱電気変換手段、前記熱電気変換手段の起
   電力で駆動し、熱媒を循環させる熱媒搬送手段とよりな
   る熱発電熱媒循環システムの熱媒搬送手段に気体排出手
   段を配設した熱媒加熱搬送装置。
2. 【請求項２】気体排出手段は熱媒搬送手段内の液体又は
   気体を吸引する減圧手段とした請求項１記載の熱媒加熱
   搬送装置。
3. 【請求項３】減圧手段はベローズが取り付けられたポン
   プ室、逆止弁が挿入され熱媒搬送手段の吐出部に連通し
   たポンプ流入路、及びポンプ流出路とよりなり、ベロー
   ズの伸縮によりポンプ室を減圧する構成の請求項２記載
   の熱媒加熱搬送装置。
4. 【請求項４】減圧手段はポンプ室と、前記ポンプ室に内
   接するピストンを有し、前記ピストンの往復運動により
   ポンプ室内を減圧する構成の請求項２記載の熱媒加熱搬
   送装置。
5. 【請求項５】ピストンに逆止弁を内設した請求項４記載
   の熱媒加熱搬送装置。
6. 【請求項６】熱媒搬送手段は液体供給手段を有し、気体
   排出手段の流出路は液体供給手段に連通した請求項１記
   載の熱媒加熱搬送装置。
7. 【請求項７】気体排出手段の流出路に気体と液体とを識
   別する気液検知手段を設け、流出路内の流体が気体から
   液体に変化したことを検知し減圧手段の作動を停止する
   構成の請求項１記載の熱媒加熱搬送装置。
8. 【請求項８】気体排出手段は自動運転式減圧手段、前記
   減圧手段の運転を制御する制御手段、流出路に設けた気
   体と液体とを識別する気液検知手段とよりなり、流出路
   内の流体が気体から液体に変化したことを検知し減圧手
   段の作動を自動的に停止させる構成の請求項１記載の熱
   媒加熱搬送装置。
9. 【請求項９】気体排出手段はプランジャポンプとした請
   求項１記載の熱媒加熱搬送装置。
10. 【請求項１０】熱媒搬送手段の吐出部から、気体捕集手
    段の流入路までの循環路に循環回路閉止手段を有した請
    求項１記載の熱媒加熱搬送装置。