JPH0370134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加熱部から放熱部へ、ポンプ等の装
着無しで熱を搬送する熱搬送装置に関するもので
ある。

従来の技術 この種の熱搬送装置は、第２図に示すように、
上下に配置した熱媒液容器い１，２を二つの連通
路３，４を介して接続し、その一方の連通路３は
上側容器１の下部と下側容器２の一部とを連通し
その途中に逆止弁５を介装し、他方の連通路４は
上側容器１の一部と下側容器２の上部近傍とを連
通しその途中の放熱器６を介装して密閉製造をな
し、下側容器２に対応させて加熱装置７を設け、
下側容器２内に上下２点の液位検出具８を設ける
とともに、その信号により加熱装置７を制御する
制御機構９を設けるように構成されており、この
加熱装置７により下側容器２内に溜められた熱媒
液が加熱され、その蒸気圧により熱媒蒸気は連通
路４を通り途中に介装された放熱器６にて放熱し
て凝縮し、熱媒液となつて上側容器１に溜れめら
れる。加熱が続くと、下側容器２内の熱媒液の液
面が低下して行き液位検出具８の下位検出位置ま
で達すると、制御機構９により加熱装置７の運転
は停止する。加熱が止まり冷却により下側容器２
内の蒸気が下がると、上側容器１に溜められてい
た熱媒液は重力と大気圧により連通路３とその途
中に介装された逆止弁５を通つて下側容器２に還
液し、下側容器２内の液面が上昇して行き、液位
検出具８の上位検出位置まで達すると制御機構９
により加熱装置７の運転は始動するというサイク
ルで熱媒液を潜熱を利用して熱交換するようにな
つていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、作動媒体
として水など沸点が高く常温で液状となる物質を
使用した場合、当初に脱気を行ない密閉系内を減
圧状態に保持しても、時間経過とともにスローリ
ークにより空気が密閉系内に侵入し減圧度を低下
させ、熱搬送性能を低下させたり、内圧を異常に
上昇させるという問題を有しており、また開放系
にすると作動媒体が蒸発して減量したり溶存酸素
による酸化腐蝕が促進されるという問題を有して
いた。

本発明はかかる従来の問題を解決するもので、
密閉系内へ侵入した空気を自動的に排気する排出
手段を設け、常に安定して熱搬送を行えることを
目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の熱搬送装
置は、蒸気を発生する加熱部と、放熱部と、加熱
部内の温度を検知する温度検出手段と、放熱部ま
たは放熱部以降の経路中の不凝縮正ガスが滞留す
る位置に設けられ、大気圧より少し高い一定の圧
力で作動するように設定された排気手段とからな
る密閉循環回路を備え、加熱部温度に対応する飽
和圧力が排気手段の作動圧力以上になる温度値に
達した時、温度検出手段の作動により加熱部への
熱入力を停止または低減する熱入力制御手段とか
ら構成されたものである。

作 用 本発明は上記した構成によつて、熱媒液は加熱
部にて加熱され沸とうを起こし、蒸気が発生す
る。発生した蒸気は放熱部に至り放熱して凝縮
し、液化した熱媒液は経路を通つて加熱部に戻り
再び蒸発するというサイクルのくり返しによつて
熱を搬送するが、沸とう熱伝達率と凝縮熱伝達率
を向上させるためと、熱媒液の蒸発散逸によつ減
量を防止するために、密閉構造とし、初期に系内
を脱気・減圧して熱媒液が封入されているので熱
媒液が水などの場合には常温時系内は負圧とな
り、長期間たつと空気のスローリークが起きる。
密閉系内に侵入した空気などの不凝縮性ガスは、
加熱部にて蒸発した蒸気流に押し流されて放熱器
以降の淀み空間に滞留し、熱伝達率の低下と内圧
上昇を引き起こす。内圧が上昇し、大気圧より少
し高い一定の圧力超えると放熱部または放熱部以
降の経路中の不凝縮性ガスが滞留する位置に設け
られた排気手段が作動し、滞留した不凝縮性ガス
を徐々に排出する。ここにおいて、内圧が上昇す
ると加熱部における温度も上昇し、熱入力量も大
すぎると不凝縮性ガス排出による内圧減少・温度
低下を上回つて加熱部温度が上昇するが、温度検
出手段によつて排気手段の作動圧力以上になる温
度値を検出すると熱入力制御手段によつて加熱部
への熱入力を停止または低減するように制御さ
れ、排気手段による不凝縮性ガスの排出を正常に
完了させることができる。それによつて、加熱部
の圧力や温度は正常状態に戻り、長期間安定した
性能で熱を搬送することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１図において、１０は加熱部で、ヒータなど
の熱源１１と熱交換器１２とおよび熱交換器１２
と連通してその上方に配設された気液セパレータ
１３とから構成されている。熱交換器１２と気液
セパレータ１３とのほぼ中間位置には加熱側タン
ク１４が配設され、この加熱側タンク１４と熱交
換器１２はその下部同志が液供給管１５で連通接
続され、気液セパレータ１３の一部と加熱側タン
ク１４の上部とは連通管１６で接続され、加熱側
ブロツク１７が構成されている。放熱部１８の上
部と気液セパレータ１３の上部とは蒸気管１９に
よつて連通接続されている。密閉型の放熱側タン
ク２０は加熱側タンク１４より上方位置に設けら
れ、その上部近傍は放熱部１８の下部と液管２１
によつて連通されて構成され、内部には適量の水
などの蒸発性の熱媒が脱気・減圧後封入され密閉
構造となつている。放熱側タンク２０の下部近傍
と加熱側タンクの上部とは逆止弁２２が介装され
たバイパス管２３により連通されている。

逆止弁２２は加熱側タンク１４より放熱側タン
ク２０への熱媒液流れを止める構造で順方向には
流れ抵抗の小さい弁である。この弁は、加熱側タ
ンク１４または放熱側タンク２０の液面レベルと
相関して駆動される構成の開閉弁であつてもなん
らその効果に変わることはない。加熱形タンク１
４には内部液面を検出するレベル検出手段２４
ａ，２４ｂが設けられ、この信号などにより熱源
１１のオンオフを制御するオンオフ制御手段２５
が設けられている。レベル検出手段２４ａ，２４
ｂは、放熱側タンク２０に配設されても、その目
的とするとことはなんら変わるものではない。熱
交換器１２の一部には温度検出手段２６が設けら
れ、この信号などにより熱源１１への熱入力を制
御する熱入力制御手段２７が設けられている。放
熱側タンク２０の最上部には大気圧より少し高い
圧力で作動するように設定された排気手段２８が
設けられ、この作動圧力の飽和温度以上になつた
ら熱入力制御手段２７が作動するように設定され
ている。

上記構成において、加熱部１０の運動によつて
熱交換器１２内の熱媒液が加熱され、蒸発し始め
ると気泡となり気液セパレータ１３に至り、ここ
で気液分離された熱媒蒸気は蒸気管１９を通り放
熱部１８へ至る。この放熱部１８で凝縮潜熱を放
熱して熱媒蒸気液は凝縮し熱媒液となり、液管２
１を通つて放熱側タンク２０に至る。加熱部１０
において蒸気が送り出されて熱媒液の減少が起き
ると加熱側タンク１４より液供給管１５を介して
熱媒液が供給され、正常な運転が維持されるが、
その間加熱側タンク１４内の熱媒液面は徐々に低
下して行く。そしてついに加熱側タンク１４内の
液面レベルが低下し、下位のレベル検出手段２４
ｂによつて検出されると制御手段２５によつて加
熱部１０の熱源１１が運転停止される。加熱が停
止し、加熱側ブロツク１７が冷却されると内部の
熱媒蒸気は凝縮し内圧の低下が起きる。加熱側ブ
ロツク１７の内圧低下が進行し、バイパス管２３
に介装された逆止弁２２の加熱側ブロツク１７側
の圧力が放熱側タンク２０側の圧力より低くなる
と、放熱側タンク２０内に溜められた熱媒液はバ
イパス管２３を通つて加熱側タンク１４へ還液し
始める。還液が続くと加熱側タンク１４内の液面
は上昇し、上位のレベル検出手段２４ａによつて
検出されると制御手段２５によつて加熱部１０の
熱源１１が運転始動され、このサイクルをくり返
して加熱部１０の熱は放熱部１８に搬送される。

ここにおいて、長期間経過すると、密閉系内が
負圧であるため空気のスローリークが起き、系内
に侵入した空気は加熱部１０にて蒸発した蒸気流
に押し流されて放熱部１８を通り放熱側タンク２
０の上部に滞留し、沸とうおよび凝縮熱伝達率の
低下の内圧の上昇を引き起こす。内圧が上昇し、
大気圧より少し高く設定された一定の圧力を越え
ると排気手段２８が作動し、加熱側タンク２０の
上部に滞留した不凝縮性ガスを徐々に排出する。
ここにおいて、内圧が上昇すると加熱部１０にお
ける温度も上昇し、熱入力量が多すぎると不凝縮
性ガス排出による内圧減少・温度低下を上回つて
加熱部１０の温度が上昇するが、温度検出手段２
６によつて排気手段２８の作動圧力以上になる温
度値を検出すると熱入力制御手段２７によつて加
熱部１０への熱入力を停止または低減するように
制御され、排気手段２８による不凝縮性ガスの排
出を正常に完了さることができる。それによつ
て、加熱の圧力や温度は正常状態に戻り、長期間
安定した性能で熱を搬送することができるという
効果がある。

発明の効果 以上のように本発明の熱搬送装置によれば次の
効果が得られる。

(1) 密閉系内の不凝縮性ガスが滞留する位置に排
気手段を設けたものであるから、不凝縮性ガス
を確実に排出でき、系内の熱伝達率の低下を防
止でき、また内圧の異常上昇も防止できるとい
う効果がある。

(2) 加熱部温度に対応する飽和圧力が排気手段の
作動圧力以上になる温度値に達した時、温度検
出手段の作動により加熱部への熱入力を停止ま
たは低減する熱入力制御手段が設けられている
ので、熱入力量が多すぎて不凝縮性ガス排出に
よる内圧減少・温度低下を上回つて加熱部温度
が上昇しようとしても加熱部への熱入力が制御
され、排気手段による不凝縮性ガスの排出を正
常に完了させることができ、加熱部の圧力や温
度を正常状態に戻し、長期間安定した性能で熱
を搬送することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における熱搬送装置
の断面図、第２図は従来の熱搬送装置の断面図で
ある。 １０……加熱部、１８……放熱部、１９……蒸
気管、２０……放熱側タンク、２１……液管、２
２……逆止弁、２３……戻管、２６……温度検出
手段、２７……熱入力制御手段、２８……排気手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸気を発生する加熱部と、放熱部と、加熱部
   内の温度を検知する温度検出手段と、前記放熱部
   または放熱部以降の経路中の不凝縮性ガスが滞留
   する位置に設けられ、大気圧より少し高い一定の
   圧力で作動するように設定された排気手段とから
   なる密閉循環回路を備え、前記加熱部温度に対応
   する飽和圧力が前記排気手段の作動圧力以上にな
   る温度値になつたら前記温度検出手段の作動によ
   り前記加熱部への熱入力を停止または低減する熱
   入力制御手段とからなる熱搬送装置。