JPH0351632A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷媒を加熱するときの圧力上昇を利用して熱
を利用曲に移動させる熱搬送装置に関するものである． 従来の技術 冷媒をバーナなどの燃焼熱で加熱し、蒸発する冷媒の圧
力を利用して冷媒を循環させる熱駆動型の熱搬送方式を
行うために、受液器に満たされた液冷媒を間欠的に冷媒
加熱器に供給する．この間欠的に供給する周期は、冷媒
の物性値の制約上から熱搬送条件の中でも最も温度《ま
たは圧力）の高い場合に合わせて設定していた．すなわ
ち、システムの動作範囲のうち最も高い温度（または圧
力）にｉ適となるように定めた最も短い周期で間欠的に
液冷媒を供給するようにしていた．発明が解決しようと
する課題 しかし上記のような従来の方式では、システムの動作温
度（または圧力）の低い条件の下では加熱器に入る冷媒
量と加熱器を出る冷媒量とがバランスしないことによる
温度（または圧力）の上昇下降を周期的に繰返すハンチ
ングを生じることがあり、このハンチングが激しい場合
には、冷媒加熟器において局所的に液冷媒不足となって
過熱することがあり、このとき、冷媒の熱分解や冷媒加
熟器の耐久性などシステムの信頼性上の問題があった． 本発明は上記従来の問題を解決するもので、サイクルの
運転動作条件にかかわらず、ハンチングの発生を最小限
にとどめて、冷媒加熱器に必要な液冷媒を安定して供給
し、システムの信頼性を向上させることができる熟搬送
装置を提供することを目的とするものである。

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搬送装置は、冷媒
加熱器と気液セバレー夕を配管接続した環状通路部を設
け、前記気液セパレータの上方に設けた受液器を第ｌ逆
止弁を有する落込み管と開閉弁を有する均圧管とで前記
環状通路部に接続するとともに、前記気液セバレー夕，
放熱器，第２逆止弁，前記受液器を順次配管接続して環
状熱搬送路を形成し、前記開閉弁の開閉動作周期を、前
記冷媒加熱器の出口側に設けた温度検出器または圧力検
出器で検知する温度または圧力のハンチング開始ととも
に増加させ、さらに、ハンチング周期に応じて開閉動作
周期を増減させるように制御する制御装置を設けたもの
である． さらに、本発明のｆｉ搬送装置における制御装置は、温
度検出器あるいは圧力検出器で検出する温度あるいは圧
力のハンチング周期の長さに応じて開閉弁の開閉動作周
期の増減幅を変化させるように制御ずるものである． 作用 上記構成により、制御装置で、冷媒加熱器出口側に設け
られた温度検出器または圧力検出器で検知する温度また
は圧力のハンチング開始とともに開閉弁の開閉動作周期
を増加させ、さらにハンチング周期に応じて開閉動作周
期を増減させ、温度または圧力のハンチング発生を最少
限にとどめて安定なサイクル状態を鱈持させ、これによ
りサイクルの運転動作条件にかかわらず、冷媒加熱器で
蒸発する冷媒の温度あるいは圧力に応じて、冷媒加熱器
から放熱器に圧送されて凝縮する冷媒量と受液器から開
閉弁の開閉動作周期により間欠的に冷媒加熱器に供給さ
れる冷媒量とのバランス化が図られ、冷媒加熱器での冷
媒の局所異常過熱が防止されて安定した冷媒加熱運転が
なされ、システムの信頼性が向上する． さらに、制御装置により、ハンチング周期の長さに応じ
て開閉弁の開閉動作周期の増減幅を変化させることによ
り、より早くサイクル運転が安定化されて、システムの
信頼性が一層向上する。

実施例 以下、本発明の一実施飼について図面を参照しながら説
明する． 第ｌ図は本発明の一実施例を示す熱搬送装置のシステム
構成図である．第１図において、気液セパレータ１は冷
媒加熱器２の上方に配置されるとともに、冷媒加熱器２
の入口管３と冷媒加熱器２の出口管４とで連結されて環
状通路部を形或している．また、受液器５は気液セパレ
ータ１の上方に配置され、受液器５は環状通路部を楕成
する気液セパレータ１に第１逆止弁６を有する落込み管
７で接続され、さらに、受液器５は開閉弁８を有する均
圧管９で環状通路部を構成する冷媒加熱器出口管４に接
続されることにより受液器５と冷媒加熱器２とは連結さ
れている．気液セパレータ１と放熱器１０とはガス冷媒
往き管１１で接続され、放熱器１０と受液器５とは第２
逆止弁１２を有する液冷媒戻り管１３で接続されている
．このように、気液セパレータ１、放熱器１０、第２逆
止弁１２、受液器５および第１逆止弁６は順次配管接続
された環状熱搬送路を形成している．温度検出器１４は
冷媒加熱器２の出口管４に設けられている．また、制御
装置１５は、開閉弁８および温度検出器１４と電気的に
接続されている．バーナ１６は冷媒加熱器２に設けられ
、冷媒を加熱する．１７は放熱器１０に設けられた送風
機である． 上記構成において、以下、その動作を説明する．冷媒加
熱器２において、バーナ１６の燃焼熱で加熱された冷媒
は、ガスと液の混合した２相状態で冷媒加熱器出口管４
を通り気液セパレータ１に流入し、液冷媒は冷媒加熱器
入口管３を通って再び冷媒加熱器２に流入する．一方、
気液セパレータ１に流入した２相状態の冷媒のうちガス
冷媒は、ガス冷媒往き管１１を通り放熱器１０で送風５
ｌ１７の運転により利用側の空気へ放熱して凝縮液化す
る．ここで、開閉弁８が閉のときには、受液器５へ放熱
器１０から凝縮液化した冷媒が液冷媒戻り管１３により
第２逆止弁１２を通って送られる．このとき、受液器５
内の圧力は気液セパレータ１内の圧力より低くなってい
るため、第１逆止弁６は閑状態となっている．この状態
で、開閉弁８を開状態とすると、受液器５と気液セパレ
ータ１とは均圧管９により連通して均圧状態となり、受
液器５内の液冷媒は重力により第１逆止弁６を通って気
液セパレータ１内に流入する．次に、開閉弁８を再び閉
にすると、第１逆止弁６は閉状態となり、受液器５内へ
放熱器１０の１ｉｓ液冷媒が、バーナ１６の熱で蒸発す
る冷媒の圧力で圧送され、受液器５が液冷媒で満される
というサイクルを繰返す。

このように、気液セパレータ１と冷媒加熱器２との間は
蒸発した冷媒圧による自然循環サイクルであり、受液器
５から気液セパレータ１および冷媒加熱器２への液冷媒
の供給は開閉弁８の開閉周期による間欠動作サイクルで
ある． この間欠動作サイクルで開閉弁８の開閉動作周期を制御
装置１５により変化させると、冷媒加熱器２に適性冷媒
量を供給することができる．ここでは、冷媒加熟器２の
出口測に設けた温度検出器１４で検知する温度により開
閉弁８の閉時間を制御装置１５で増減させ、開時間を一
定とすることで開閉周期を変化させる場合について第２
図で説明する．第２図において、いま、開閉弁８の閉時
間がτｅｆｆｌで動作しており、このとき、サイクルの
動作温度θが下降、上昇を繰返すハンチングを生じた場
合、まず、温度検出器１４で検知した温度θの下降から
上昇に転じる点Ａを制御装Ｏｆ１５で！’＝Ｊ別してハ
ンチング開始を検知し、閑時間をΔτｐけ増加させる．
以降ハンチングの下降から上昇に転じる谷の部分でハン
チング周期ｆｌ　，ｆ２・・・ν制御装置１５で測定し
、前後のハンチング周期ｆ（ハ大きさを比較して閏時間
τｏｆｆを増減させる。

・Ｊなわち、ハンチング周期ｆ１＜ｆ２　＜ｆ３とハ，
′チング周期ｒが増大するような場合には、ハン−ｊ・
ングが収束する方向にあると制御装置１５が判断１，て
閉時間の増減方向を維持（直前で閉時間を増゛ｊロさせ
た場合には次も増加させ、また、直前で閉時間を減少さ
せた場合には次も減少させる．）シ、二の場合は、ハン
チング周期ｆ１〜ｆ３まで順次増大しており、したがっ
て、閉時間τ．ｆ，，まで順次Δτだけ増加させている
． ところが、直前のハンチング周期がｆ３　＞ｆ４とハン
チング周期ｆ４で減少に転じたような場合には、閉時間
の増減方向を反転（直前で閉時間を噌加させた場合には
次は減少させ、直前で閉時間を減少させた場合には次は
増加させる．）シ、この場合、閉時間τ。，、は直前値
がらΔτだけ減じ閉時間τ。，，６＝τ。，，，一Δτ
とする。さらに、ハンチング周波ｆ＊　＜ｆｓ　とハン
チング周期ｆ５が長くなっているので、閉時間τ．．７
は直前の増減方向を維持し、直前値からΔτだけ減じて
、閉時間τ＊ｆｆ？＝τ。．６−Δτとする。

このように、まず、開閉弁８の開閉時間はハンチング開
始とともに増加させるが、以降はハンチング周期ｆが長
くなる方向になるように増減させる．このようにして開
閉動作周期を増減させてサイクルの温度または圧力を安
定維持させ、冷媒の局部過熱を肋止してシステムの信頼
性を向上できるだけでなく、放熱器１０と受液器５との
距離（配管長）が長い場合あるいは放熟器１０と受液器
５との設置高さの違いなどによる液冷媒戻り管１３の流
路抵抗が大きく異なる場合でも自動的に安定した熱搬送
ができるなど、システムの設置に対ずる自山度を向上さ
せることができる． なお、本実施例では、温度検出器１４で開閉弁８の開閉
動作周期を制御するものを示したが、冷媒加熱器２の出
口側は２相状態であり温度と圧力に？一定の関係がある
ので、圧力検出器で開閉動作周期を同様に制御すること
ができるのは明らかである． 第３図および第４図は他の実施例を示したもので、温度
検知器１４で検知した温度のハンチング周期ｆｌｌ＋ｆ
ｌ■＋ｆｌｌの大きさで開閉弁８の閏時間τ。．を増減
させる変化量Δτ．，，の値を変化させるものであり、
ハンチング周期ｆが短いときは変化量Δτ。１１が大き
く、ハンチング周期ｆが長いときは変化量Δτ。，１を
小さくする．第３図ではハンチング周期が増大（　ｆ　
＋＋＜　ｆ　ｌ２＜　ｆ　ｒｓ”）　Ｌ、閉時間τ．ｔ
，の増減方向を維持（この場合は増加方向）する場合で
あり、ハンチング周期ｆが長くなるにつれて変化量Δτ
。，，がΔτ。ｔｆ１＋　＞Δτ。，．，〉Δτ。，．
１と小さくなる場合を示している． このようにすることにより、より早くサイクルを安定化
させることができて、冷媒の局所異常過熱の発生をいち
早く防止し、システムの信頼性をより一層向上させるこ
とができる． 発明の効果 以上のように本発明の熱搬送装置によれば、温度検出器
または圧力検出器で検知する温度または圧力のハンチン
グ開始とともに開閉弁の開閉動作周期を増加させ、さら
に、ハンチング周期に応じて開閉動作周期を増減させる
ように制御する制御装置を設けたことにより、運転条件
によるサイクル状態にかかわらず、ハンチングの発生を
最小限にとどめて常に安定した状態を維持でき、冷媒の
局所異常過熱を防止して安定した冷媒加熱運転をするこ
とができ、システムの信頼性を向上させることができる
． また、配管長が大きく異なる場合あるいは設置の高低差
に大きな違いが生じても、自動的に安定化して作動させ
ることができるため、システムの設置自由度を大きく向
上させることができるものである． さらに、制御装置はハンチング周期の長さに応じて開閉
弁の開閉動作周期の増減幅を変化させるように制御する
ため、より早くサイクル運転を安定化させることができ
、システムの信頼性を一層向上させることができるもの
である．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す熟搬送装置のシステム楕
成図、第２図は本発明の一実施例を示す熱搬送装置のシ
ステム動作を説明するための開閉弁の閉時間制御図、第
３図は本発明の他の一実施例を示す熱搬送装置のシステ
ム動作を説明するための開閉弁の閉時間制御図、第４図
は第３図における閉時間の変化幅の特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷媒加熱器と気液セパレータを配管接続した環状通
   路部を設け、前記気液セパレータの上方に設けた受液器
   を第１逆止弁を有する落込み管と開閉弁を有する均圧管
   とで前記環状通路部に接続するとともに、前記気液セパ
   レータ、放熱器、第２逆止弁、前記受液器を順次配管接
   続して環状熱搬送路を形成し、前記開閉弁の開閉動作周
   期を、前記冷媒加熱器の出口側に設けた温度検出器また
   は圧力検出器で検知する温度または圧力のハンチング開
   始とともに増加させ、さらに、ハンチング周期に応じて
   開閉動作周期を増減させるように制御する制御装置を設
   けた熱搬送装置。 ２、制御装置は、温度検出器あるいは圧力検出器で検知
   する温度あるいは圧力のハンチング周期の長さに応じて
   開閉弁の開閉動作周期の増減幅を変化させるように制御
   する請求項１記載の熱搬送装置。