JPH1037117A - ヒートパイプ式路面冷却・発電装置 - Google Patents
ヒートパイプ式路面冷却・発電装置Info
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- JPH1037117A JPH1037117A JP8216620A JP21662096A JPH1037117A JP H1037117 A JPH1037117 A JP H1037117A JP 8216620 A JP8216620 A JP 8216620A JP 21662096 A JP21662096 A JP 21662096A JP H1037117 A JPH1037117 A JP H1037117A
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- JP
- Japan
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- road surface
- heat pipe
- heat
- working fluid
- cooling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D2015/0291—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes comprising internal rotor means, e.g. turbine driven by the working fluid
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 路面を冷却して、轍の発生を防止する。
【解決手段】 作動流体３の蒸気流によって駆動するタ
ービンと、このタービンによって駆動されて電力を発生
する発電機とを備えたヒートパイプ１の一端部１８が、
路面１２の下側に配設されている。また、そのヒートパ
イプ１の他方の端部１９が冷却箇所１７に配置されてい
る。路面１２の保有する熱が作動流体３によって冷却箇
所１７まで輸送されることによって、路面１２が冷却さ
れて轍の発生が防止されるばかりか、電力を得ることが
できる。
ービンと、このタービンによって駆動されて電力を発生
する発電機とを備えたヒートパイプ１の一端部１８が、
路面１２の下側に配設されている。また、そのヒートパ
イプ１の他方の端部１９が冷却箇所１７に配置されてい
る。路面１２の保有する熱が作動流体３によって冷却箇
所１７まで輸送されることによって、路面１２が冷却さ
れて轍の発生が防止されるばかりか、電力を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、道路の防護装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両が通行する一般の道路は、炉床の上
に路盤を形成するとともに、更にその上にアスファルト
舗装やコンクリート舗装を施した構造であり、特に車道
や路側帯はアスファルト舗装するのが通常である。この
アスファルト舗装は、加熱アスファルト混合物を主体と
する表層および基層から構成されており、表層は交通車
両による摩耗と剪断に抵抗し、また雨水の浸透を防止す
る機能を果し、基層は表層に加わる荷重を均等に路盤に
伝える機能を果すようになっている。
に路盤を形成するとともに、更にその上にアスファルト
舗装やコンクリート舗装を施した構造であり、特に車道
や路側帯はアスファルト舗装するのが通常である。この
アスファルト舗装は、加熱アスファルト混合物を主体と
する表層および基層から構成されており、表層は交通車
両による摩耗と剪断に抵抗し、また雨水の浸透を防止す
る機能を果し、基層は表層に加わる荷重を均等に路盤に
伝える機能を果すようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のアスファルト舗
装は、その素材の特性から温度の上昇によって軟化する
が、特に夏季などで日射量が多くかつ気温の高い条件下
では、太陽熱や車輪との摩擦熱また排気ガスの熱等によ
って路面温度が相当高くなる。そのため、ついには車両
重量や車輪から受ける剪断力に充分は耐えない程度に軟
化することがある。このような場合には、車道に轍が生
じるために、道路の改修を頻繁に行わざるを得ない問題
が生じる。
装は、その素材の特性から温度の上昇によって軟化する
が、特に夏季などで日射量が多くかつ気温の高い条件下
では、太陽熱や車輪との摩擦熱また排気ガスの熱等によ
って路面温度が相当高くなる。そのため、ついには車両
重量や車輪から受ける剪断力に充分は耐えない程度に軟
化することがある。このような場合には、車道に轍が生
じるために、道路の改修を頻繁に行わざるを得ない問題
が生じる。
【０００４】なお前述の通り、路面には多量の熱エネル
ギが保有されているが、有効利用のためにこれらの熱エ
ネルギを路面から回収することに関しては、従来では何
等着目されていなかった。
ギが保有されているが、有効利用のためにこれらの熱エ
ネルギを路面から回収することに関しては、従来では何
等着目されていなかった。
【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、路面を冷却し、その冷却によって得られたエネル
ギによって電力を得ることができる冷却・発電装置を提
供することを目的とするものである。
ので、路面を冷却し、その冷却によって得られたエネル
ギによって電力を得ることができる冷却・発電装置を提
供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は上記の目的を達成するために、作動流体の蒸気流によ
って駆動するタービンと、このタービンによって駆動さ
れて電力を発生する発電機とを備えたヒートパイプの一
端部が、路面の下側に配設されるとともに、前記ヒート
パイプの他方の端部が冷却箇所に配置されていることを
特徴とするものである。
は上記の目的を達成するために、作動流体の蒸気流によ
って駆動するタービンと、このタービンによって駆動さ
れて電力を発生する発電機とを備えたヒートパイプの一
端部が、路面の下側に配設されるとともに、前記ヒート
パイプの他方の端部が冷却箇所に配置されていることを
特徴とするものである。
【０００７】この発明の装置を適用した道路において
も、太陽熱や車輪との摩擦熱等によって路面の温度が上
昇する。そして、冷却箇所の温度に対して路面温度が高
くなると、ヒートパイプのうち路面の下側に埋設されて
いる端部が蒸発部となり、これに対して冷却箇所に配置
された端部が凝縮部となる。すなわち、ヒートパイプの
内部に封入された作動流体は、路面から伝達される熱に
よって路面下に配された端部で蒸発し、蒸気となって内
部圧力の低い冷却箇所側の端部に向けて流動する。その
際に、蒸気流によってタービンが回転し、かつ発電機が
駆動して電力が発生する。
も、太陽熱や車輪との摩擦熱等によって路面の温度が上
昇する。そして、冷却箇所の温度に対して路面温度が高
くなると、ヒートパイプのうち路面の下側に埋設されて
いる端部が蒸発部となり、これに対して冷却箇所に配置
された端部が凝縮部となる。すなわち、ヒートパイプの
内部に封入された作動流体は、路面から伝達される熱に
よって路面下に配された端部で蒸発し、蒸気となって内
部圧力の低い冷却箇所側の端部に向けて流動する。その
際に、蒸気流によってタービンが回転し、かつ発電機が
駆動して電力が発生する。
【０００８】他方、作動流体蒸気は、ヒートパイプのう
ち冷却箇所側に配された端部のコンテナ内壁面で熱を奪
われて凝縮する。このように、ヒートパイプの内部に封
入された作動流体が、路面の保有する熱を冷却箇所まで
輸送することによって、路面温度の上昇が抑制される。
したがって、路面は、車両重量や車輪による剪断力に耐
え得ないほど軟化することが殆んどなくなり、轍が生じ
にくくなる。
ち冷却箇所側に配された端部のコンテナ内壁面で熱を奪
われて凝縮する。このように、ヒートパイプの内部に封
入された作動流体が、路面の保有する熱を冷却箇所まで
輸送することによって、路面温度の上昇が抑制される。
したがって、路面は、車両重量や車輪による剪断力に耐
え得ないほど軟化することが殆んどなくなり、轍が生じ
にくくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図１ない図３
に示す一具体例を参照して説明する。図１は、この発明
に係るヒートパイプの一例を示す図である。ここに示す
ヒートパイプ１のコンテナ２は、両端部が端板によって
閉じられた円形断面の金属パイプからなり、全体として
ほぼＬ字型を成している。また、コンテナ２の内部に
は、真空脱気した状態で純水やアルコール等の目的温度
範囲内で蒸発・凝縮する流体が作動流体３として封入さ
れている。なお、図示しないがコンテナ２の内壁面に
は、金属メッシュからなるウィックが布設されている。
に示す一具体例を参照して説明する。図１は、この発明
に係るヒートパイプの一例を示す図である。ここに示す
ヒートパイプ１のコンテナ２は、両端部が端板によって
閉じられた円形断面の金属パイプからなり、全体として
ほぼＬ字型を成している。また、コンテナ２の内部に
は、真空脱気した状態で純水やアルコール等の目的温度
範囲内で蒸発・凝縮する流体が作動流体３として封入さ
れている。なお、図示しないがコンテナ２の内壁面に
は、金属メッシュからなるウィックが布設されている。
【００１０】ヒートパイプ１のコンテナ２内部のうち長
手方向でのほぼ中間箇所には、軸流タービン４のロータ
５が内壁面と非接触に配置されている。このロータ５の
図１での上側には、コンテナ２の中心軸線に沿って配置
されたシャフト６が連結されている。そして、シャフト
６の上端部は、作動流体３の流動を阻害しないようにコ
ンテナ２の壁面に取り付けられた軸受７によって支持さ
れ、さらに発電機８の入力軸９に連結している。また、
発電機８に接続されたコード１０は、コンテナ２の壁面
を貫通して外部に延ばされている。すなわち、図１での
下方から上方に向けて流動する作動流体３の蒸気によっ
て、ロータ５が回転させられ、また、この回転に伴って
発電機８の入力軸９が回転するようになっている。
手方向でのほぼ中間箇所には、軸流タービン４のロータ
５が内壁面と非接触に配置されている。このロータ５の
図１での上側には、コンテナ２の中心軸線に沿って配置
されたシャフト６が連結されている。そして、シャフト
６の上端部は、作動流体３の流動を阻害しないようにコ
ンテナ２の壁面に取り付けられた軸受７によって支持さ
れ、さらに発電機８の入力軸９に連結している。また、
発電機８に接続されたコード１０は、コンテナ２の壁面
を貫通して外部に延ばされている。すなわち、図１での
下方から上方に向けて流動する作動流体３の蒸気によっ
て、ロータ５が回転させられ、また、この回転に伴って
発電機８の入力軸９が回転するようになっている。
【００１１】上記構成のヒートパイプ１は、図２および
図３に示すように、車道１１のアスファルト舗装からな
る路面１２の下側に布設されている。より詳細には、ヒ
ートパイプ１のうちロータ５が内設された側の端部が、
路面２全体において特に轍が生じ易い部分すなわち車輪
接地部分１３の下側に、車両の走行方向に沿って埋設さ
れている。なお、これらの埋設深度としては、一例とし
て炉床１４の上部に形成された路盤１５と路面１２との
境界部分が好ましい。
図３に示すように、車道１１のアスファルト舗装からな
る路面１２の下側に布設されている。より詳細には、ヒ
ートパイプ１のうちロータ５が内設された側の端部が、
路面２全体において特に轍が生じ易い部分すなわち車輪
接地部分１３の下側に、車両の走行方向に沿って埋設さ
れている。なお、これらの埋設深度としては、一例とし
て炉床１４の上部に形成された路盤１５と路面１２との
境界部分が好ましい。
【００１２】また、前記車道１１の一方の路肩には、蓋
を備えたＵ字溝からなる側溝１６が設けられており、そ
の底部には比較的低温の排水１７が常時流されている。
そして、前記ヒートパイプ１の他端部すなわち発電機８
が内設された側の端部が、この側溝１６の側壁部を貫通
して底部に配設されている。すなわち、この具体例で
は、排水１７が冷却箇所となっている。また、ヒートパ
イプ１としては、車輪接地部分１３の下側に配された端
部が路面１２から熱を受ける蒸発部１８となり、側溝１
６内に配された端部が水冷される凝縮部１９となってい
る。なお、発電機８のコード１０は、適当な箇所で路面
１２から地上に引き延ばされている。
を備えたＵ字溝からなる側溝１６が設けられており、そ
の底部には比較的低温の排水１７が常時流されている。
そして、前記ヒートパイプ１の他端部すなわち発電機８
が内設された側の端部が、この側溝１６の側壁部を貫通
して底部に配設されている。すなわち、この具体例で
は、排水１７が冷却箇所となっている。また、ヒートパ
イプ１としては、車輪接地部分１３の下側に配された端
部が路面１２から熱を受ける蒸発部１８となり、側溝１
６内に配された端部が水冷される凝縮部１９となってい
る。なお、発電機８のコード１０は、適当な箇所で路面
１２から地上に引き延ばされている。
【００１３】つぎに、上記構成の作用について説明す
る。路面１２の温度は、太陽熱や車輪との摩擦熱等によ
って徐々に上昇するが、その温度がある程度高くなる
と、ヒートパイプ１の両端部で温度差が生じるため、ヒ
ートパイプ１が自動的に熱輸送を開始する。すなわち、
車輪接地部分１３の温度が側溝１６の排水１７の温度に
対して高くなると、ヒートパイプ１のうち蒸発部１８の
内部において作動流体３が路面２の保有する熱によって
蒸発する。その蒸気は、内部圧力の低い凝縮部１９に流
動する。その際に、作動流体３の蒸気が軸流タービン４
のロータ５に衝動することによって、ロータ５が高速で
回転する。またこれに伴って、発電機８の入力軸９が高
速で回転駆動する。その結果、電力が生じる。なお、こ
の電力は、例えば各種のコージェネレーションシステム
等に有効利用される。
る。路面１２の温度は、太陽熱や車輪との摩擦熱等によ
って徐々に上昇するが、その温度がある程度高くなる
と、ヒートパイプ１の両端部で温度差が生じるため、ヒ
ートパイプ１が自動的に熱輸送を開始する。すなわち、
車輪接地部分１３の温度が側溝１６の排水１７の温度に
対して高くなると、ヒートパイプ１のうち蒸発部１８の
内部において作動流体３が路面２の保有する熱によって
蒸発する。その蒸気は、内部圧力の低い凝縮部１９に流
動する。その際に、作動流体３の蒸気が軸流タービン４
のロータ５に衝動することによって、ロータ５が高速で
回転する。またこれに伴って、発電機８の入力軸９が高
速で回転駆動する。その結果、電力が生じる。なお、こ
の電力は、例えば各種のコージェネレーションシステム
等に有効利用される。
【００１４】他方、凝縮部１９に到達した作動流体３の
蒸気は、排水１７に熱を奪われて凝縮する。すなわち、
作動流体３が熱輸送することによって路面２の保有する
熱が排水１７中に放出される。なお、凝縮した作動流体
３は、重力あるいはこれとウイックによる毛細管圧力と
によって蒸発部１８に還流し、再び加熱されて蒸発す
る。以降、前述のサイクルが継続される。
蒸気は、排水１７に熱を奪われて凝縮する。すなわち、
作動流体３が熱輸送することによって路面２の保有する
熱が排水１７中に放出される。なお、凝縮した作動流体
３は、重力あるいはこれとウイックによる毛細管圧力と
によって蒸発部１８に還流し、再び加熱されて蒸発す
る。以降、前述のサイクルが継続される。
【００１５】このように、ヒートパイプ１によって路面
２の温度上昇が抑制されるから、車輪接地部分１３であ
っても轍が生じない。また、従来では何等利用されてい
なかった路面２の保有熱から電力を得ることができ、エ
ネルギの有効利用を図ることができる。
２の温度上昇が抑制されるから、車輪接地部分１３であ
っても轍が生じない。また、従来では何等利用されてい
なかった路面２の保有熱から電力を得ることができ、エ
ネルギの有効利用を図ることができる。
【００１６】なお、上記の具体例では、アスファルト舗
装からなる路面２のうち車輪接地部分１３にヒートパイ
プ１を埋設したが、この発明は上記具体例に限定される
ものではなく、ヒートパイプは任意にレイアウトするこ
とができ、路面としてもコンクリートからなるものであ
ってもよい。また、側溝１６の内部の排水１７を冷却箇
所としたが、これに替えて例えば冷水循環路に接続した
Ｕ字ヘッダー管にヒートパイプの凝縮部側を挿入する構
成としてもよい。
装からなる路面２のうち車輪接地部分１３にヒートパイ
プ１を埋設したが、この発明は上記具体例に限定される
ものではなく、ヒートパイプは任意にレイアウトするこ
とができ、路面としてもコンクリートからなるものであ
ってもよい。また、側溝１６の内部の排水１７を冷却箇
所としたが、これに替えて例えば冷水循環路に接続した
Ｕ字ヘッダー管にヒートパイプの凝縮部側を挿入する構
成としてもよい。
【００１７】さらに、ヒートパイプとしては、コンテナ
の外部に発電機を備えた構成としてもよい。またさら
に、上記具体例に示す単管タイプのヒートパイプの替え
て、蒸発部と凝縮部とを蒸気流路と液流路とで連結して
なるループ型ヒートパイプを採用することもできる。
の外部に発電機を備えた構成としてもよい。またさら
に、上記具体例に示す単管タイプのヒートパイプの替え
て、蒸発部と凝縮部とを蒸気流路と液流路とで連結して
なるループ型ヒートパイプを採用することもできる。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、作動流体の蒸気流によって駆動するタービ
ンと、このタービンによって駆動されて電力を発生する
発電機とを備えたヒートパイプの一端部を路面の下側に
配設し、その他端部を冷却箇所に配置したので、路面の
アスファルト舗装が軟化しないことにより轍の発生を防
止し、ひいては道路の改修期間を長くして維持コストの
低廉化を図ることができる。また、従来では未利用であ
った路面の保有する熱エネルギから電力を得ることがで
き、エネルギの有効利用を図ることができる。
明によれば、作動流体の蒸気流によって駆動するタービ
ンと、このタービンによって駆動されて電力を発生する
発電機とを備えたヒートパイプの一端部を路面の下側に
配設し、その他端部を冷却箇所に配置したので、路面の
アスファルト舗装が軟化しないことにより轍の発生を防
止し、ひいては道路の改修期間を長くして維持コストの
低廉化を図ることができる。また、従来では未利用であ
った路面の保有する熱エネルギから電力を得ることがで
き、エネルギの有効利用を図ることができる。
【図１】この発明に係るヒートパイプを一部切り欠いて
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】ヒートパイプの布設状態を示す概略図である。
【図３】ヒートパイプの布設状態を路面の上方側から示
す図である。
す図である。
１…ヒートパイプ、 ３…作動流体、 ４…軸流タービ
ン、 ８…発電機、１２…路面、 １７…排水、 １８
…蒸発部、 １９…凝縮部。
ン、 ８…発電機、１２…路面、 １７…排水、 １８
…蒸発部、 １９…凝縮部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 仁 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】 作動流体の蒸気流によって駆動するター
ビンと、このタービンによって駆動されて電力を発生す
る発電機とを備えたヒートパイプの一端部が、路面の下
側に配設されるとともに、前記ヒートパイプの他方の端
部が冷却箇所に配置されていることを特徴とするヒート
パイプ式路面冷却・発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8216620A JP2842568B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ヒートパイプ式路面冷却・発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8216620A JP2842568B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ヒートパイプ式路面冷却・発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1037117A true JPH1037117A (ja) | 1998-02-10 |
| JP2842568B2 JP2842568B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16691295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8216620A Expired - Lifetime JP2842568B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ヒートパイプ式路面冷却・発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842568B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004278538A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-07 | Atlas Copco Energas Gmbh | ターボ機械 |
| CN110863447A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-06 | 宋雨哲 | 一种海绵城市交通道路分割装置 |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP8216620A patent/JP2842568B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004278538A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-07 | Atlas Copco Energas Gmbh | ターボ機械 |
| CN110863447A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-06 | 宋雨哲 | 一种海绵城市交通道路分割装置 |
| CN110863447B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-12-07 | 青岛市市政工程设计研究院有限责任公司 | 一种海绵城市交通道路分割装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2842568B2 (ja) | 1999-01-06 |
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