JPH0650233B2 - 二重ループ型熱交換器 - Google Patents
二重ループ型熱交換器Info
- Publication number
- JPH0650233B2 JPH0650233B2 JP22217090A JP22217090A JPH0650233B2 JP H0650233 B2 JPH0650233 B2 JP H0650233B2 JP 22217090 A JP22217090 A JP 22217090A JP 22217090 A JP22217090 A JP 22217090A JP H0650233 B2 JPH0650233 B2 JP H0650233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- loop
- heat storage
- valve
- working fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、熱の取り入れおよび蓄積と、蓄積された熱
の取り出しとを行なう２つの熱サイクル系を備えた二重
ループ型熱交換器に関するものである。
の取り出しとを行なう２つの熱サイクル系を備えた二重
ループ型熱交換器に関するものである。
従来の技術 従来のループ型ヒートパイプ１は、第２図に示すよう
に、ループ内に封入された作動液が、加熱部２において
加熱されて蒸気となり、この蒸気がループ内を上昇して
冷却部３において凝縮し、液化した作動液はループ内の
下方へ還流するとともに、加熱部において再び加熱され
て蒸気となって冷却部３に向けてループ内を上昇させる
のが一般的である。
に、ループ内に封入された作動液が、加熱部２において
加熱されて蒸気となり、この蒸気がループ内を上昇して
冷却部３において凝縮し、液化した作動液はループ内の
下方へ還流するとともに、加熱部において再び加熱され
て蒸気となって冷却部３に向けてループ内を上昇させる
のが一般的である。
また、従来のループ型ヒートパイプを２つ組合わせて使
用する場合には、一方の（第３図において下方の）ルー
プ型ヒートパイプ（受熱用ループ）４の場合には加熱部
６において加熱されて蒸発した作動液の蒸気が、蓄熱部
７において熱を奪われて凝縮し、液相に戻って再び加熱
部６で加熱される作動を繰返し行なう。また、他方のル
ープ型ヒートパイプ（放熱用ループ）５の場合には、そ
の加熱部８を、前記ループ型ヒートパイプ４の蓄熱部７
との間で熱交換可能に配設される。そして、加熱部８に
おいて加熱された作動液の蒸気は、冷却部９において熱
を奪われて凝縮し、液相の作動液となって加熱部８に還
流するようになっている。そして、前記冷却部９におい
て取り出された熱は、例えば、水を加熱して得られた温
水等の形で取り出されて利用される。
用する場合には、一方の（第３図において下方の）ルー
プ型ヒートパイプ（受熱用ループ）４の場合には加熱部
６において加熱されて蒸発した作動液の蒸気が、蓄熱部
７において熱を奪われて凝縮し、液相に戻って再び加熱
部６で加熱される作動を繰返し行なう。また、他方のル
ープ型ヒートパイプ（放熱用ループ）５の場合には、そ
の加熱部８を、前記ループ型ヒートパイプ４の蓄熱部７
との間で熱交換可能に配設される。そして、加熱部８に
おいて加熱された作動液の蒸気は、冷却部９において熱
を奪われて凝縮し、液相の作動液となって加熱部８に還
流するようになっている。そして、前記冷却部９におい
て取り出された熱は、例えば、水を加熱して得られた温
水等の形で取り出されて利用される。
また、従来のループ型ヒートパイプでは、２本の独立し
たループを用い、一方のループ型ヒートパイプ５が、加
熱部から蓄熱部への熱輸送を行なう。このような場合、
１つの蓄熱部に対して、２つ以上の熱交換器（受熱用ル
ープの蓄熱部１５と、放熱用ループの蒸発部）が必要と
なるため、蓄熱部が大型になるという問題があった。
たループを用い、一方のループ型ヒートパイプ５が、加
熱部から蓄熱部への熱輸送を行なう。このような場合、
１つの蓄熱部に対して、２つ以上の熱交換器（受熱用ル
ープの蓄熱部１５と、放熱用ループの蒸発部）が必要と
なるため、蓄熱部が大型に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、熱交換
器の使用数を削減するとともに、一旦蓄熱された熱を任
意に取り出すことのできる熱交換器を提供することを目
的としている。
器の使用数を削減するとともに、一旦蓄熱された熱を任
意に取り出すことのできる熱交換器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の二重ル
ープ型熱交換器は、外部から加熱される加熱部と、蓄熱
体との間で熱交換する蓄熱部とが、温度差によって自然
循環する作動液を充満した１次ループによって循環路と
なるよう連通され、かつその蓄熱部とこれより高い位置
にあって外部へ放熱する冷却部とが、作動液の蒸発潜熱
で熱輸送を行なう２次ループによって循環路を形成する
よう連通され、この蓄熱部と前記１次ループあるいは２
次ループとの連通が、バルブによって切換えられるよう
になっており、前記２次ループの冷却部の下側に液リザ
ーバが介設されていることを特徴としている。
ープ型熱交換器は、外部から加熱される加熱部と、蓄熱
体との間で熱交換する蓄熱部とが、温度差によって自然
循環する作動液を充満した１次ループによって循環路と
なるよう連通され、かつその蓄熱部とこれより高い位置
にあって外部へ放熱する冷却部とが、作動液の蒸発潜熱
で熱輸送を行なう２次ループによって循環路を形成する
よう連通され、この蓄熱部と前記１次ループあるいは２
次ループとの連通が、バルブによって切換えられるよう
になっており、前記２次ループの冷却部の下側に液リザ
ーバが介設されていることを特徴としている。
作用 この二重ループ型熱交換器は、１次ループの蓄熱部への
熱の蓄えを行なう場合には、バルブ操作によって作動液
が充満した１次ループの加熱部が加熱される。加熱され
た作動液は、１次ループ内を自然循環して顕熱として加
熱部と蓄熱部との間で熱輸送が行なわれ、蓄熱部に蓄熱
される。また、１次ループの蓄熱部に蓄えられた熱を取
り出す場合には、バルブを操作して、作動液の充満して
いる１次ループ側を閉じ、代りに２次ループ側を開く。
２次ループにおいては、１次ループの蓄熱部が加熱部と
なっており、下方の加熱部にのみ作動液を有する真空に
形成されている。したがって、２次ループは通常のルー
プ型ヒートパイプとして作動し、蓄熱体の熱によって加
熱された作動液が蒸発し、作動液の蒸気となって潜熱と
して冷却部に熱輸送する。そして作動液の蒸気は熱を奪
われ、凝縮して再び液相の作動液に戻り、液リザーバを
経由して加熱部に還流する。したがって、２次ループの
冷却部において熱を取り出して利用する。また、２次ル
ープの冷却部の下側に液リザーバが介設されているの
で、２次ループ連通時に蓄熱部への作動液の供給が安定
するとともに、ドライアウトが防止される。
熱の蓄えを行なう場合には、バルブ操作によって作動液
が充満した１次ループの加熱部が加熱される。加熱され
た作動液は、１次ループ内を自然循環して顕熱として加
熱部と蓄熱部との間で熱輸送が行なわれ、蓄熱部に蓄熱
される。また、１次ループの蓄熱部に蓄えられた熱を取
り出す場合には、バルブを操作して、作動液の充満して
いる１次ループ側を閉じ、代りに２次ループ側を開く。
２次ループにおいては、１次ループの蓄熱部が加熱部と
なっており、下方の加熱部にのみ作動液を有する真空に
形成されている。したがって、２次ループは通常のルー
プ型ヒートパイプとして作動し、蓄熱体の熱によって加
熱された作動液が蒸発し、作動液の蒸気となって潜熱と
して冷却部に熱輸送する。そして作動液の蒸気は熱を奪
われ、凝縮して再び液相の作動液に戻り、液リザーバを
経由して加熱部に還流する。したがって、２次ループの
冷却部において熱を取り出して利用する。また、２次ル
ープの冷却部の下側に液リザーバが介設されているの
で、２次ループ連通時に蓄熱部への作動液の供給が安定
するとともに、ドライアウトが防止される。
実施例 以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明す
る。
る。
ヒートパイプを用いた二重ループ型熱交換器１１は、１
次ループ１２と２次ループ１３とから構成されている。
この１次ループ１２は、加熱部１４と蓄熱部１５とを配
管１６で接続して閉ループに形成されるとともに、この
加熱部１４と蓄熱部１５および配管１６からなる１次ル
ープ１２内は、凝縮性の作動液を充満させてある。また
第１ループ１２の蓄熱部１５の上流側および下流側には
バルブＶ３とバルブＶ４とが介設されている。また、上
流側のバルブＶ３の更に上流には、作動液、例えばフロ
ン113等の充填を行なうための配管１７が接続され、こ
の配管１７には、前記蓄熱部１５より高い位置に膨張タ
ンク１８が設けられるとともにその端部はバルブで閉塞
されている。この膨張タンク１８により作動液の体積変
化を吸収するとともに、この膨張タンク１８は、透明な
窓部（図示せず）が形成されて、１次ループ１２内に充
填されている作動液の液面を目視できるようになってお
り、液面が低下した際にはバルブから作動液を補充す
る。
次ループ１２と２次ループ１３とから構成されている。
この１次ループ１２は、加熱部１４と蓄熱部１５とを配
管１６で接続して閉ループに形成されるとともに、この
加熱部１４と蓄熱部１５および配管１６からなる１次ル
ープ１２内は、凝縮性の作動液を充満させてある。また
第１ループ１２の蓄熱部１５の上流側および下流側には
バルブＶ３とバルブＶ４とが介設されている。また、上
流側のバルブＶ３の更に上流には、作動液、例えばフロ
ン113等の充填を行なうための配管１７が接続され、こ
の配管１７には、前記蓄熱部１５より高い位置に膨張タ
ンク１８が設けられるとともにその端部はバルブで閉塞
されている。この膨張タンク１８により作動液の体積変
化を吸収するとともに、この膨張タンク１８は、透明な
窓部（図示せず）が形成されて、１次ループ１２内に充
填されている作動液の液面を目視できるようになってお
り、液面が低下した際にはバルブから作動液を補充す
る。
また、１次ループ１２の上方に設けられた２次ループ１
３は、その配管１９の一端を、１次ループ１２の前記蓄
熱部１５の上流側でかつバルブＶ３の下流に、前記１次
ループ１２内の作動液の液面とほぼ等しい高さに設けら
れたバルブＶ１を介して接続され、また他端は、蓄熱部
１５の下流でかつバルブＶ４の上流に、１次ループ１２
内の作動液の液面より低い位置に設けられたバルブＶ２
を介して接続されるとともに、バルブＶ１の下流側に
は、熱を取り出す熱交換器である凝縮部２０と、その下
流には凝縮した作動液を集めて溜める液リザーバ２１と
が、１次ループ１２内に充填されている作動液の液面よ
り高い位置にそれぞれ介設されている。
３は、その配管１９の一端を、１次ループ１２の前記蓄
熱部１５の上流側でかつバルブＶ３の下流に、前記１次
ループ１２内の作動液の液面とほぼ等しい高さに設けら
れたバルブＶ１を介して接続され、また他端は、蓄熱部
１５の下流でかつバルブＶ４の上流に、１次ループ１２
内の作動液の液面より低い位置に設けられたバルブＶ２
を介して接続されるとともに、バルブＶ１の下流側に
は、熱を取り出す熱交換器である凝縮部２０と、その下
流には凝縮した作動液を集めて溜める液リザーバ２１と
が、１次ループ１２内に充填されている作動液の液面よ
り高い位置にそれぞれ介設されている。
そして、前記１次ループのバルブＶ３およびバルブＶ４
を閉塞し真空にすることにより、蓄熱部１６，バルブＶ
１，凝縮部２０，液リザーバ２１およびバルブＶ２によ
って密閉状態の２次ループ１３が形成されている。ま
た、加熱部１４，蓄熱部１５ａおよび凝縮部２０のそれ
ぞれの上流側直前および下流側直後には、１次ループ１
２および２次ループ１３内を移動する作動流体（作動液
あるいはその蒸気）の温度を測定する温度計Ｔ１〜Ｔ６
が設けられている。
を閉塞し真空にすることにより、蓄熱部１６，バルブＶ
１，凝縮部２０，液リザーバ２１およびバルブＶ２によ
って密閉状態の２次ループ１３が形成されている。ま
た、加熱部１４，蓄熱部１５ａおよび凝縮部２０のそれ
ぞれの上流側直前および下流側直後には、１次ループ１
２および２次ループ１３内を移動する作動流体（作動液
あるいはその蒸気）の温度を測定する温度計Ｔ１〜Ｔ６
が設けられている。
次に上記のように構成されるこの実施例の作用を説明す
る。
る。
この二重ループ型熱交換器１１は、１次ループ１２の蓄
熱部１５への熱の蓄積を行なう場合には、バルブＶ１，
バルブＶ２を閉塞し、バルブＶ３，バルブＶ４を開放し
た状態で、作動液が満たされた１次ループ１２の加熱部
１４を加熱する。加熱された作動液は高温となって１次
ループ１２内を自然循環して顕熱として蓄熱部１５への
熱輸送が行なわれ、蓄熱部１５に徐々に蓄熱される。
熱部１５への熱の蓄積を行なう場合には、バルブＶ１，
バルブＶ２を閉塞し、バルブＶ３，バルブＶ４を開放し
た状態で、作動液が満たされた１次ループ１２の加熱部
１４を加熱する。加熱された作動液は高温となって１次
ループ１２内を自然循環して顕熱として蓄熱部１５への
熱輸送が行なわれ、蓄熱部１５に徐々に蓄熱される。
また、１次ループ１２の蓄熱部１５に蓄積された熱を取
り出す場合には、バルブＶ３，バルブＶ４を閉塞して、
バルブＶ１，バルブＶ２を開放して、作動液の充満して
いる１次ループ１２側を閉じ、代りに上方の２次ループ
１３側を開く。２次ループ１３においては、１次ループ
１２を動作させた時の蓄熱部１５が加熱部となってお
り、下方の加熱部にのみ作動液を有する状態に形成され
ている。したがって、２次ループ１３は通常のループ型
ヒートパイプとして作動し、蓄熱部１５で加熱された作
動液が蒸発し、蒸気の潜熱として凝縮部２０に熱輸送さ
れる。そして、凝縮部２０において熱を奪われて凝縮し
て再び液相の作動液に戻り、加熱部に還流する。このと
き、２次ループには液リザーバ２１が介設されているた
め、連通時に蓄熱部への作動液の供給が安定するととも
に、ドライアウトが防止される。
り出す場合には、バルブＶ３，バルブＶ４を閉塞して、
バルブＶ１，バルブＶ２を開放して、作動液の充満して
いる１次ループ１２側を閉じ、代りに上方の２次ループ
１３側を開く。２次ループ１３においては、１次ループ
１２を動作させた時の蓄熱部１５が加熱部となってお
り、下方の加熱部にのみ作動液を有する状態に形成され
ている。したがって、２次ループ１３は通常のループ型
ヒートパイプとして作動し、蓄熱部１５で加熱された作
動液が蒸発し、蒸気の潜熱として凝縮部２０に熱輸送さ
れる。そして、凝縮部２０において熱を奪われて凝縮し
て再び液相の作動液に戻り、加熱部に還流する。このと
き、２次ループには液リザーバ２１が介設されているた
め、連通時に蓄熱部への作動液の供給が安定するととも
に、ドライアウトが防止される。
したがって、２次ループ１３の凝縮部２０において取り
出した熱を利用して、例えば水を温水に変える。
出した熱を利用して、例えば水を温水に変える。
したがって、この実施例の二重ループ型熱交換器１１に
よれば、余剰熱や、負荷変動の大きな廃熱等から熱回収
して、一旦蓄熱した後、この蓄積された熱を任意の時期
に、しかも安定的に取り出すことができる。また、例え
ば、夏期に蓄えた太陽熱を、冬期における融雪等のため
の熱として有効に使用することができる。
よれば、余剰熱や、負荷変動の大きな廃熱等から熱回収
して、一旦蓄熱した後、この蓄積された熱を任意の時期
に、しかも安定的に取り出すことができる。また、例え
ば、夏期に蓄えた太陽熱を、冬期における融雪等のため
の熱として有効に使用することができる。
発明の効果 以上、説明したようにこの発明の二重ループ型熱交換器
は、内部に作動液が満たされた１次ループと、ループ型
ヒートパイプとして作動する２次ループとからなり、１
次ループの蓄熱部が２次ループの蒸発器を兼ねているた
め、使用する熱交換器の数を削減でき、装置の小型化が
図れるとともに、１次ループと２次ループとの切り替え
をバルブで行なえるため、熱の回収および蓄積が容易で
あるとともに、一旦蓄熱部に蓄えた熱を、任意の時期に
容易に取り出すことができる。また、２次ループの冷却
部の下側に液リザーバを介設したので、２次ループ運転
時に安定した熱の取り出しが可能となるとともに、作動
液の不足によって生じる融解熱不足やドライアウト等の
不具合の発生を防止することができる。
は、内部に作動液が満たされた１次ループと、ループ型
ヒートパイプとして作動する２次ループとからなり、１
次ループの蓄熱部が２次ループの蒸発器を兼ねているた
め、使用する熱交換器の数を削減でき、装置の小型化が
図れるとともに、１次ループと２次ループとの切り替え
をバルブで行なえるため、熱の回収および蓄積が容易で
あるとともに、一旦蓄熱部に蓄えた熱を、任意の時期に
容易に取り出すことができる。また、２次ループの冷却
部の下側に液リザーバを介設したので、２次ループ運転
時に安定した熱の取り出しが可能となるとともに、作動
液の不足によって生じる融解熱不足やドライアウト等の
不具合の発生を防止することができる。
第１図はこの発明の二重ループ型熱交換器の一実施例を
示すシステム図、第２図は従来の通常のループ型ヒート
パイプのシステム図、第３図は従来の二重ループ型熱交
換器を示すシステム図である。 １１……二重ループ型熱交換器、１２……１次ループ、
１３……２次ループ、１４……加熱部、１５……蓄熱
部、２０……凝縮部、２１……液リザーバ、Ｖ１〜Ｖ４
……バルブ、Ｔ１〜Ｔ６……温度計。
示すシステム図、第２図は従来の通常のループ型ヒート
パイプのシステム図、第３図は従来の二重ループ型熱交
換器を示すシステム図である。 １１……二重ループ型熱交換器、１２……１次ループ、
１３……２次ループ、１４……加熱部、１５……蓄熱
部、２０……凝縮部、２１……液リザーバ、Ｖ１〜Ｖ４
……バルブ、Ｔ１〜Ｔ６……温度計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 審査官 熊谷 繁 (56)参考文献 特開 平２−254292（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】外部から加熱される加熱部と、蓄熱体との
間で熱交換する蓄熱部とが、温度差によって自然循環す
る作動液を充満した１次ループによって循環路となるよ
う連通され、かつその蓄熱部とこれより高い位置にあっ
て外部へ放熱する冷却部とが、作動液の蒸発潜熱で熱輸
送を行なう２次ループによって循環路を形成するよう連
通され、この蓄熱部と前記１次ループあるいは２次ルー
プとの連通が、バルブによって切換えられるようになっ
ており、前記２次ループの冷却部の下側に液リザーバが
介設されていることを特徴とする二重ループ型熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22217090A JPH0650233B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 二重ループ型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22217090A JPH0650233B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 二重ループ型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103993A JPH04103993A (ja) | 1992-04-06 |
| JPH0650233B2 true JPH0650233B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16778274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22217090A Expired - Lifetime JPH0650233B2 (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 二重ループ型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650233B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4945713B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2012-06-06 | ホシザキ電機株式会社 | 冷却装置 |
| JP4945712B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2012-06-06 | ホシザキ電機株式会社 | サーモサイフォン |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP22217090A patent/JPH0650233B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04103993A (ja) | 1992-04-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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