JPH0351635A - 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
を利用側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）に最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）の低い条件または低い条件から高い条
件に切換ったときでは加熱器に入る冷媒量と加熱器を出
る冷媒量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熱器に
おいて局所的に液冷媒不足となって過熱を生じることが
あり、このとき，冷媒の熱分解や冷媒加熱器の耐久性な
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、
特に搬送熱量が急速に増大したときにも冷媒加熱器に必
要な液冷媒を安定に供給し，システムの信頼性を向上す
ることのできる熱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，加熱
装置を有する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或し、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変化に応じて前記開閉弁の開閉動作
周期を変化させるとともに、前記加熱装置の熱出力がロ
ーレベルからハイレベルに増加したときの開閉動作周期
は直前のハイレベル出力作動時における最終の開閉動作
周期を初期値とするように制御する制御装置を設けたも
のである。

作用 上記構成により，サイクルの運転動作条件の変動にかか
わらず、冷媒加熱器で蒸発する冷媒の温度または圧力に
応じて冷媒加熱器から放熱器に圧送され凝縮する冷媒量
と受液器から間欠的に冷媒加熱器に供給される冷媒量と
のバランス化を図り、特に冷媒加熱器の加熱装置の熱出
力がローレベルからハイレベルに増加して搬送熱量が急
速に増大したときには直前で作動していた同じハイレベ
ルの搬送熱量での開閉動作周期を初期値に設定して過渡
変化時の応答性を向上させて冷媒加熱器に必要な液冷媒
を安定に供給し、冷媒加熱器における冷媒の局所異常過
熱が防止されてシステムの信頼性が向上する。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する． 第１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ｔ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
状通路部を形成している．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は環状通路部を構成
する気液セパレータｌ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ＷＩ５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ＩＯとはガス
冷媒往き管ｌ１で接続され、放熱器ｌＯと受液器５とは
第２逆止弁ｌ２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ｌＯ、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１
４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ｌ６は冷媒加熱器２に設けら
れ，冷媒を加熱する．熱量切換装置ｌ７はバーナｌ６の
熱量を切換える．　１８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ｔ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１ｌを通り放熱器１０で送風機
１８の運転により利用側の空気へ放熱して凝縮液化する
６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ｌ３によリ第
２逆止弁■２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ｌ逆止弁６は閉状態となっている．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ｌ内に流入する．次に開閉弁８を再び閉にする
と，第｛逆止弁６は閉状態となり，受液器５内へ放熱Ｉ
ｔ１０の凝縮液冷媒がバーナ１６の熱で蒸発する冷媒の
圧力で圧送され、受液器５が液冷媒で満たされるという
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への冷媒供
給量を適性に設定することができる．？２図は，開閉弁
８の開時間を一定とし、閉時間を冷媒加熱器２の出口側
に設けた温度検出器１４で検知した温度に応じて制御装
置１５により変化させ，加熱装置であるバーナ１６の燃
焼量を熱量切換装置１７でＨｌ−Ｌｏ制御して繰返す場
合を示している。第２図において，時間Ｔ．から時間Ｔ
１まではバーナ１６はＨ１燃焼し、温度検出器ｌ４で検
知した温度θの変化（特に，増加，ハンチングなど）に
応じて制御装１１５により開閉弁８の閉時間はτ，，τ
２・・・τ７と変化し，時間Ｔ，で，熱量切換装置１７
によりＬｏ燃焼に切換ねり、Ｈ１燃焼での最終時は閉時
間τ７で動作する。

時間Ｔ■から時間Ｔ２まではバーナｌ６はＬ。燃焼し、
時間Ｔ１でＬ。燃焼用初期閉時間をτ。に増加させると
ともに，以降、温度θの変化に応じて開閉弁８の閉時間
はτ．・・・τ１１と変化する．次に，時間Ｔ．でバー
ナ１６は熱量切換装置１７により再びＨ１燃焼に切換お
り，搬送熱量が急増する．このようにバーナｌ６の熱出
力がＬｏ燃焼からＨ．燃焼に増加したとき，開閉弁８の
閉時間はＬ。

？焼最終時のτ，１からτ．に変化する．このとき，こ
の閉時間τ１■は直前のＨ１出力作動時であるＨ１燃焼
中の最終時における閉時間τ７と同じ値である。したが
って、開閉動作周期は直前のＨ．燃焼中の最終値と同値
となり、時間Ｔ，でＨ，燃焼に移ったときはこの閉時間
τ１２（τ、２＝τ７）を初期値として以降温度θの変
化に応じて閉時間はτ１．・・・τ、，と変化し．安定
な冷媒加熱運転が続行される． このようにして搬送熱量が急速に増加する過渡時の変化
に安定して即座に対応できる直前のＨ，出力時の開閉動
作周期を設定することにより、冷媒加熱器２で蒸発し，
放熱器ｌＯに圧送されて凝縮する冷媒量と，受液４ｌ１
５から冷媒加熱器２に供給される冷媒量とをバランスさ
せて，安定な冷媒加熱運転を実現し、冷媒加熱器２での
冷媒の局所異常過熱を防ぐことができる． なお，本実施例では温度検出器ｌ４で開閉弁８の開閉動
作周期を制御する場合を示したが、冷媒加熱器２の出口
側の冷媒は気液２相状態であり，温度と圧力には、一定
の関係があるので、温度検出［Ｉ１４の代りに圧力検出
器で開閉動作周期を同様に制御できることは明らかであ
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、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変化に応じて開閉弁の開閉動作周期
を変化させるとともに，加熱装置の熱出力がローレベル
からハイレベルに増加したときの開閉動作周期は直前の
ハイレベル出力作動時における最終の開閉動作周期を初
期値とする制御装置を設けたので，加熱装置の熱出力が
急増した過渡時にも安定して即座に対応でき、冷媒加熱
器での冷媒の局所異常過渡を防ぎ、実用性，信頼性の高
いシステムを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１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，第２図は同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である。 エ・・・気液セパレータ，２・・・冷媒加熱器、３・・
・入口管、４・・・出口管，５・・・受液器，６・・・
第１逆止弁，７・・・落込み管，８・・・開閉弁、９・
・・均圧管、ｌＯ・・・放熱器．１１・・・ガス冷媒往
き管，１２・・・第２逆止弁、１３・・・液冷媒戻り管
、ｌ４・・・温度検出器、１５・・・制御装置，ｌ６・
・・バーナ（加熱装置），ｌ７・・・熱量切換装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、加熱装置を有する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変化に応じて前記開閉弁の
   開閉動作周期を変化させるとともに、前記加熱装置の熱
   出力がローレベルからハイレベルに増加したときの開閉
   動作周期は直前のハイレベル出力作動時における最終の
   開閉動作周期を初期値とするように制御する制御装置を
   設けた熱搬送装置。