JPH07286790A - トップヒート式サーモサイホン - Google Patents
トップヒート式サーモサイホンInfo
- Publication number
- JPH07286790A JPH07286790A JP10210494A JP10210494A JPH07286790A JP H07286790 A JPH07286790 A JP H07286790A JP 10210494 A JP10210494 A JP 10210494A JP 10210494 A JP10210494 A JP 10210494A JP H07286790 A JPH07286790 A JP H07286790A
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- Japan
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- pipe
- pump
- liquid
- working fluid
- turbine
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- Granted
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーモサイホンにより外部動力を不要にし
て、トップヒート式に使用可能にする。 【構成】 密閉したパイプ２の内部に作動液Ａが封入さ
れ、このパイプ２の上部を加熱部５の配置で蒸発部３と
し、下部を冷却水Ｗの水槽６の配置で凝縮部４としてト
ップヒート式に使用されるトップヒート式サーモサイホ
ンであって、パイプ２上部の蒸発部３の内周に液溜１１
を設け、パイプ２の下端からポンプ１４を備えた液戻し
管１３により液溜１１に、凝縮部４の液体の作動液Ａを
供給することが可能に連通し、水槽６の冷却水供給管７
に挿入したタービン１５とポンプ１４を、タービン回転
により連続的にポンプ駆動するように連結する。
て、トップヒート式に使用可能にする。 【構成】 密閉したパイプ２の内部に作動液Ａが封入さ
れ、このパイプ２の上部を加熱部５の配置で蒸発部３と
し、下部を冷却水Ｗの水槽６の配置で凝縮部４としてト
ップヒート式に使用されるトップヒート式サーモサイホ
ンであって、パイプ２上部の蒸発部３の内周に液溜１１
を設け、パイプ２の下端からポンプ１４を備えた液戻し
管１３により液溜１１に、凝縮部４の液体の作動液Ａを
供給することが可能に連通し、水槽６の冷却水供給管７
に挿入したタービン１５とポンプ１４を、タービン回転
により連続的にポンプ駆動するように連結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、上から下へ熱輸送す
るトップヒートモードで使用できるサーモサイホンに関
し、特に凝縮した作動液を下から上へ還流する手段を備
えたサーモサイホンに関するものである。
るトップヒートモードで使用できるサーモサイホンに関
し、特に凝縮した作動液を下から上へ還流する手段を備
えたサーモサイホンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱輸送手段としてのサーモサイホ
ンは、密閉したパイプの内部に、真空脱気した状態で作
動液を封入しただけであり、凝縮した液体の作動液は重
力のみで還流するように構成されている。したがって使
用する場合には、必ずパイプの一端の蒸発部が下で、他
端の凝縮部が上に位置した状態に設置される。そして下
方の蒸発部で吸熱することにより作動液が蒸発して上方
の凝縮部に移動して熱輸送し、凝縮部で放熱して凝縮し
た作動液が重力で下方の蒸発部に戻る。こうして作動液
が相変化しながら循環して下から上へ熱輸送する、ボト
ムヒート式で動作するようになっている。
ンは、密閉したパイプの内部に、真空脱気した状態で作
動液を封入しただけであり、凝縮した液体の作動液は重
力のみで還流するように構成されている。したがって使
用する場合には、必ずパイプの一端の蒸発部が下で、他
端の凝縮部が上に位置した状態に設置される。そして下
方の蒸発部で吸熱することにより作動液が蒸発して上方
の凝縮部に移動して熱輸送し、凝縮部で放熱して凝縮し
た作動液が重力で下方の蒸発部に戻る。こうして作動液
が相変化しながら循環して下から上へ熱輸送する、ボト
ムヒート式で動作するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のものにあっては、サーモサイホンが作動液を重力で
還流するボトムヒート式に構成されているため、逆に蒸
発部が上で凝縮部が下に配置されてトップヒート式に使
用する場合には、適応できない。ここで双方向熱輸送が
可能なものとして、ヒートパイプがあり、トップヒート
式に使用した場合に、ウィックによる毛細管力や浸透膜
による浸透圧力を利用して凝縮した作動液を下から上へ
還流することができる。しかしヒートパイプの場合も、
ウィック等の毛細管力による作動液の還流には限界があ
り、トップヒート高さは例えば３０ｃｍ程度までであ
り、これ以上高い場合には適応できない。
術のものにあっては、サーモサイホンが作動液を重力で
還流するボトムヒート式に構成されているため、逆に蒸
発部が上で凝縮部が下に配置されてトップヒート式に使
用する場合には、適応できない。ここで双方向熱輸送が
可能なものとして、ヒートパイプがあり、トップヒート
式に使用した場合に、ウィックによる毛細管力や浸透膜
による浸透圧力を利用して凝縮した作動液を下から上へ
還流することができる。しかしヒートパイプの場合も、
ウィック等の毛細管力による作動液の還流には限界があ
り、トップヒート高さは例えば３０ｃｍ程度までであ
り、これ以上高い場合には適応できない。
【０００４】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、サーモサイホンにより外部動力を不要にして、
トップヒート式に使用可能にすることを目的とするもの
である。
もので、サーモサイホンにより外部動力を不要にして、
トップヒート式に使用可能にすることを目的とするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明は、密閉したパイプの内部に作動液が封入
され、このパイプの上部を加熱部に配置して蒸発部と
し、下部を冷却水の水槽に配置して凝縮部とすることに
よりトップヒート式に使用されるトップヒート式サーモ
サイホンにおいて、前記パイプ上部の蒸発部の内周に液
溜を設けるとともに、その液溜に前記パイプの下端から
液戻し管を介して前記凝縮部内の作動液を供給するポン
プを設け、さらに前記水槽に接続してある送液管に挿入
したタービンとポンプとを、タービンの回転により連続
的にポンプを駆動するように構成したことを特徴とする
ものである。
めにこの発明は、密閉したパイプの内部に作動液が封入
され、このパイプの上部を加熱部に配置して蒸発部と
し、下部を冷却水の水槽に配置して凝縮部とすることに
よりトップヒート式に使用されるトップヒート式サーモ
サイホンにおいて、前記パイプ上部の蒸発部の内周に液
溜を設けるとともに、その液溜に前記パイプの下端から
液戻し管を介して前記凝縮部内の作動液を供給するポン
プを設け、さらに前記水槽に接続してある送液管に挿入
したタービンとポンプとを、タービンの回転により連続
的にポンプを駆動するように構成したことを特徴とする
ものである。
【０００６】
【作用】上記構成によるこの発明では、サーモサイホン
のパイプ下部の凝縮部に配置される水槽の冷却水を利用
してタービンを回転することで、外部動力を不要にして
ポンプが駆動される。そしてポンプの駆動と液戻し管と
によりパイプ下部の凝縮部に溜っている液相の作動液
が、パイプ上部の蒸発部の液溜に搬送され、こうして液
体の作動液が下から上へ連続的に強制還流される。そし
て液溜の作動液が加熱部により蒸発してパイプ下部の凝
縮部へ流れて循環し、これにより上から下へトップヒー
ト式に熱輸送される。
のパイプ下部の凝縮部に配置される水槽の冷却水を利用
してタービンを回転することで、外部動力を不要にして
ポンプが駆動される。そしてポンプの駆動と液戻し管と
によりパイプ下部の凝縮部に溜っている液相の作動液
が、パイプ上部の蒸発部の液溜に搬送され、こうして液
体の作動液が下から上へ連続的に強制還流される。そし
て液溜の作動液が加熱部により蒸発してパイプ下部の凝
縮部へ流れて循環し、これにより上から下へトップヒー
ト式に熱輸送される。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１と図２において、トップヒート式サーモサ
イホンの構成について説明する。サーモサイホン１は、
密閉しかつ真空脱気したパイプ２を有し、パイプ２の内
部に相変化する凝縮性の作動液Ａが封入されている。そ
してトップヒート式として、ほぼ垂直に立設されるパイ
プ２の上部に加熱部５が近接配置されて蒸発部３とな
る。またパイプ２の下部には、冷却水Ｗの供給管７と排
出管８とを備えた水槽６が設置されて凝縮部４となり、
凝縮部４から蒸発部３への戻し系路に冷却水Ｗの流れを
利用した作動液Ａの強制還流手段１０が設けられてい
る。
明する。図１と図２において、トップヒート式サーモサ
イホンの構成について説明する。サーモサイホン１は、
密閉しかつ真空脱気したパイプ２を有し、パイプ２の内
部に相変化する凝縮性の作動液Ａが封入されている。そ
してトップヒート式として、ほぼ垂直に立設されるパイ
プ２の上部に加熱部５が近接配置されて蒸発部３とな
る。またパイプ２の下部には、冷却水Ｗの供給管７と排
出管８とを備えた水槽６が設置されて凝縮部４となり、
凝縮部４から蒸発部３への戻し系路に冷却水Ｗの流れを
利用した作動液Ａの強制還流手段１０が設けられてい
る。
【０００８】強制還流手段１０は、蒸発部３のパイプ２
の内周に断面ハ字形の隔壁部材が装着されて液溜１１が
形成され、液溜１１の上方開口部に作動液Ａの蒸発を制
限する規制板１２が取付けられている。また凝縮部４の
パイプ２下端から液戻し管１３が、一旦パイプ２の外に
取り出され、その後パイプ２の内部を上方に挿通して上
端の液溜１１に連通され、液戻し管１３のパイプ２外部
に露出した箇所にポンプ１４が装着されている。
の内周に断面ハ字形の隔壁部材が装着されて液溜１１が
形成され、液溜１１の上方開口部に作動液Ａの蒸発を制
限する規制板１２が取付けられている。また凝縮部４の
パイプ２下端から液戻し管１３が、一旦パイプ２の外に
取り出され、その後パイプ２の内部を上方に挿通して上
端の液溜１１に連通され、液戻し管１３のパイプ２外部
に露出した箇所にポンプ１４が装着されている。
【０００９】一方、水道配管等では水圧による圧力差を
利用してタービンを回転することで発電する技術が既に
確立している。そこでこの技術を利用するため、冷却水
Ｗの供給管７の内部にタービン１５が、冷却水Ｗの流れ
に伴う圧力差で回転するように挿入され、このタービン
１５がその回転で発電するように発電機１６に連結され
ている。そして発電機１６がポンプ１４に、発電した電
力により駆動するように接続され、外部動力不要でポン
プ１４を連続的に駆動することが可能になっている。
利用してタービンを回転することで発電する技術が既に
確立している。そこでこの技術を利用するため、冷却水
Ｗの供給管７の内部にタービン１５が、冷却水Ｗの流れ
に伴う圧力差で回転するように挿入され、このタービン
１５がその回転で発電するように発電機１６に連結され
ている。そして発電機１６がポンプ１４に、発電した電
力により駆動するように接続され、外部動力不要でポン
プ１４を連続的に駆動することが可能になっている。
【００１０】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、サーモサイホン１の凝縮部４において、冷却
水Ｗを所定の水圧で供給管７により水槽６に供給し、水
槽６からその冷却水Ｗを排出管８により排出するように
連続して流す。すると強制還流手段１０のタービン１５
が回転して発電機１６で発電し、この発電電力がポンプ
１４に供給されて、連続的にポンプ駆動するようにな
る。
る。先ず、サーモサイホン１の凝縮部４において、冷却
水Ｗを所定の水圧で供給管７により水槽６に供給し、水
槽６からその冷却水Ｗを排出管８により排出するように
連続して流す。すると強制還流手段１０のタービン１５
が回転して発電機１６で発電し、この発電電力がポンプ
１４に供給されて、連続的にポンプ駆動するようにな
る。
【００１１】またパイプ２の下部の凝縮部４では、作動
液Ａが水槽６の冷却水Ｗにより凝縮して、液体の状態で
溜っている。そこで凝縮部４の液体の作動液Ａがポンプ
１４の駆動と液戻し管１３とにより上方へ順次連続的に
搬送され、パイプ２の上部の蒸発部３の液溜１１に戻さ
れて常に一杯に溜った状態になる。こうしてパイプ２下
部の凝縮部４の冷却水Ｗの流れを利用して、液体の作動
液Ａが下の凝縮部４から上の蒸発部３へ連続的に強制還
流される。
液Ａが水槽６の冷却水Ｗにより凝縮して、液体の状態で
溜っている。そこで凝縮部４の液体の作動液Ａがポンプ
１４の駆動と液戻し管１３とにより上方へ順次連続的に
搬送され、パイプ２の上部の蒸発部３の液溜１１に戻さ
れて常に一杯に溜った状態になる。こうしてパイプ２下
部の凝縮部４の冷却水Ｗの流れを利用して、液体の作動
液Ａが下の凝縮部４から上の蒸発部３へ連続的に強制還
流される。
【００１２】一方、パイプ２の上部の蒸発部３では加熱
部５により加熱されることで、液溜１１に溜っている作
動液Ａが吸熱して蒸発し、その蒸気が規制板１２により
少しづつオーバフローする。そしてオーバフローした蒸
気は、温度の低い凝縮部４の方へ流れ、水槽６の冷却水
Ｗに放熱することで凝縮して液体になる。このサイクル
を繰り返すことにより、作動液Ａは相変化しつつパイプ
２の内部を上下に循環して、トップヒート式に上の蒸発
部３から下の凝縮部４へ連続的に熱輸送される。また水
槽６では、輸送された熱により冷却水Ｗが熱せられて排
出管８により温水が取り出される。そこでこの温水を、
空調、給湯等の種々の用途に使用することが可能にな
る。
部５により加熱されることで、液溜１１に溜っている作
動液Ａが吸熱して蒸発し、その蒸気が規制板１２により
少しづつオーバフローする。そしてオーバフローした蒸
気は、温度の低い凝縮部４の方へ流れ、水槽６の冷却水
Ｗに放熱することで凝縮して液体になる。このサイクル
を繰り返すことにより、作動液Ａは相変化しつつパイプ
２の内部を上下に循環して、トップヒート式に上の蒸発
部３から下の凝縮部４へ連続的に熱輸送される。また水
槽６では、輸送された熱により冷却水Ｗが熱せられて排
出管８により温水が取り出される。そこでこの温水を、
空調、給湯等の種々の用途に使用することが可能にな
る。
【００１３】以上、この発明の実施例について説明した
が、水槽の冷却水供給管のタービンをポンプに機械的に
連結して駆動するように構成することもできる。
が、水槽の冷却水供給管のタービンをポンプに機械的に
連結して駆動するように構成することもできる。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明による
と、サーモサイホンにおいて、パイプ上部の蒸発部の内
周に液溜を設け、パイプの下端からポンプを備えた液戻
し管により液溜に、凝縮部の液体の作動液を供給するこ
とが可能に連通し、水槽の冷却水供給管に挿入したター
ビンとポンプとを、タービンの回転により連続的にポン
プを駆動するように構成したから、パイプ下部の凝縮部
から上部の蒸発部へ液体の作動液を連続的に強制還流す
ることが可能となって、トップヒート式に使用すること
ができる。またポンプにより強制還流するので、トップ
ヒート高さを一層高くすることができて、適応範囲が拡
大する。さらに凝縮部の水槽に供給される冷却水の流れ
を利用してポンプを駆動するので、外部動力が不要にな
る。
と、サーモサイホンにおいて、パイプ上部の蒸発部の内
周に液溜を設け、パイプの下端からポンプを備えた液戻
し管により液溜に、凝縮部の液体の作動液を供給するこ
とが可能に連通し、水槽の冷却水供給管に挿入したター
ビンとポンプとを、タービンの回転により連続的にポン
プを駆動するように構成したから、パイプ下部の凝縮部
から上部の蒸発部へ液体の作動液を連続的に強制還流す
ることが可能となって、トップヒート式に使用すること
ができる。またポンプにより強制還流するので、トップ
ヒート高さを一層高くすることができて、適応範囲が拡
大する。さらに凝縮部の水槽に供給される冷却水の流れ
を利用してポンプを駆動するので、外部動力が不要にな
る。
【図１】この発明に係るトップヒート式サーモサイホン
の実施例を示す断面図である。
の実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
１…サーモサイホン、 ２…パイプ、 ３…蒸発部、
４…凝縮部、 ５…加熱部、 ６…水槽、 ７…冷却水
供給管、 １０…強制還流手段、 １１…液溜１３…液
戻し管、 １４…ポンプ、 １５…タービン。
４…凝縮部、 ５…加熱部、 ６…水槽、 ７…冷却水
供給管、 １０…強制還流手段、 １１…液溜１３…液
戻し管、 １４…ポンプ、 １５…タービン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 正夫 茨城県つくば市並木一丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 (72)発明者 小野 幹幸 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内
Claims (1)
- 【請求項１】 密閉したパイプの内部に作動液が封入さ
れ、このパイプの上部を加熱部に配置して蒸発部とし、
下部を冷却水の水槽に配置して凝縮部とすることにより
トップヒート式に使用されるトップヒート式サーモサイ
ホンにおいて、 前記パイプ上部の蒸発部の内周に液溜を設けるととも
に、その液溜に前記パイプの下端から液戻し管を介して
前記凝縮部内の作動液を供給するポンプを設け、さらに
前記水槽に接続してある送液管に挿入したタービンとポ
ンプとを、タービンの回転により連続的にポンプを駆動
するように構成したことを特徴とするトップヒート式サ
ーモサイホン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10210494A JP2572740B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | トップヒート式サーモサイホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10210494A JP2572740B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | トップヒート式サーモサイホン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286790A true JPH07286790A (ja) | 1995-10-31 |
| JP2572740B2 JP2572740B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=14318495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10210494A Expired - Lifetime JP2572740B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | トップヒート式サーモサイホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572740B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101147328B1 (ko) * | 2011-07-15 | 2012-05-22 | 한국기계연구원 | 강제순환형 극저온 열사이펀 |
| WO2025196693A1 (en) * | 2024-03-20 | 2025-09-25 | Bruno Bracco | A tank for liquids equipped with an overflow hydraulic circuit |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP10210494A patent/JP2572740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101147328B1 (ko) * | 2011-07-15 | 2012-05-22 | 한국기계연구원 | 강제순환형 극저온 열사이펀 |
| WO2025196693A1 (en) * | 2024-03-20 | 2025-09-25 | Bruno Bracco | A tank for liquids equipped with an overflow hydraulic circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572740B2 (ja) | 1997-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |