JPS58122980A - 熱移動装置 - 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】 本発明はトリフルオロエタノール（以下、ＴＦＥと略称
する。〕を作動流体とした熱移動装置に関する。

作動流体を加熱して蒸発させる再生部と作動流体を冷却
して液化させる凝縮部と７循環Ｔる作動流体の密閉循環
系を形成し１作動流体の凝縮潜熱を凝縮部から系外へ送
り出して負荷Ｃ二供給する熱移動装置（二は１例えばヒ
ートパイプやチーモサイフォンがその代表的なものとし
て知られており、又その作！１ＩＩＩ流体≦二おいても
水、エタノール、フレオン等の種々の物質が従来知られ
ている。

しかし乍ら、水、エタノール、フレオン、水銀。

セシワム、ペンタン、ヘプタン等を作動流体とした従来
の熱移動装置（−おいては、その作＠流体の種類（二よ
り、高温条件下の熱安定性の悪いもの、装置の構造材（
主として鉄材）（：対する腐食性の高いもの、人体（二
対する毒性や爆発の危険性を有するもの、凍結点が高く
寒冷気候での使用が不適なもの、或いは高価なものとな
る等様々の欠点がある。また、此種熱移動装置の再生部
への熱供給方式Ｃ二は電気ヒーター（二よるもの、スチ
ーム（二よるもの、石油バーナーおよびガスバーナーな
どによるものがあるが、その中で効率が良く装置を単純
でコンパクト（ニし得る直火方式が一般（＝採用され、
この直火方式においては、特（１作動流体の高温条件下
での熱安定性、装置の構造組に対する腐食性および安全
性が問題となる。

本発明は、斯る点に鑑み、此種熱移動装置の作動流体と
して、高温領域（二おいても倹属（二対する腐食力が弱
く、かつ熱安定性（１秀れ７ｊＴＦ］’Ｄ若しくはＴＴ
ｉ’ｌｌと水との混合浴液（’Ｉ’　Ｆ　Ｅ水静液と略
称する）を採用し、コンパクトで、目、っ直火方式のよ
う＆筒温粂件下でも安定かつ安全に負荷への熱供給７行
なうことのできる熱移動装置を提供するものである。

熱移動装置の作動流体として使用するＴＦＥの物性並び
に’Ｉ’ＦＫ水隣液の水性液一例は表１（１示される。

（以下余白） く表１〉 父、Ｔ　Ｆ’　Ｋ水靜液の水屯１１チζ二対する凝固点
（融点）及びｚＪ式発潜熱は＠１図１−示される。

・■・Ｐ・Ｅは、燃焼点を付さず（Ｔなゎち、’Ｉ’Ｆ
Ｅから炎馨放丁と燃焼？続けなくなう）、万−ＴＦＥが
Ｊ１０出する等の事故ン起こしても水等で混４１］シて
ｇ易に除去することができ、父、空気と／ｌ）全蒸気濃
度（二奮い−Ｃ非爆発性であり、皮膚接触（１関しても
無毒性へ（準を満咀するもので、ちる。この１うなＴＦ
Ｅの物性から、家庭用の暖房（戊（二ｒ＋ｉｉ記′鳩径
動装置を利用する際の作動流体としてＴＦＥを便用する
ことが好適であろう また。’ＪＦＥは鉄、鋼、鋼およびアルミニクム等の金
ＩＩ組二対して茜温条件′Ｆ（：おいても腐食力が小さ
く、ＴＦＥ水溶液は純粋のＴＦ’ｌｌより史（−腐食力
が小さいと云う性質を持っている。しかも、弔１図から
明らかなよう（−１ＴＦＲ水溶液は、そのム発潜熱がｌ
Ｋ含有率を増重（二比例して増加（例えば水１５束憬チ
の場合じは１５５　ｋｃａ　／７／　ＫＰとなり、純粋
のＴ　Ｆ　Ｅ　（８５ｋＱａｌ／に９１　、Ｊ：ＩＪ−
に、＊イ。

）することから、ＴＦＥ水溶液の力カ呻１１粋のＴＦＥ
よりも単位量当たりの熱移動量が多くなり、又ＴＦＥ水
溶液の凝固点についても、水３ｏ東廿チにおいて最も低
温（−６４℃）となり寒冷気候Ｃ二おい℃も作動流体の
凍結を生じる可能性が少７：ｃ゛い。

このよう（二’ｌ：’　Ｆ’　Ｅ水溶液は純粋の’Ｔ’
　Ｆ　Ｅより作動流体とし１秀れた一曲をイ１°する反
面水の含イイ率が増大し過ぎると例えば凝固点が高くな
る等逆に作動流体として不利な面も有丁乙。而して、　
、７３１５重−は俤以ＦのＴ’Ｆ　Ｅ水溶液反びＴ　ｌ
ｊ’　Ｅが此種熱移動装置の作＠　／ＩＩＥ体として好
適である。

また、ＴＦＥ及びＴ　’ｆｌ’　Ｅ水路液は常温では液
体である。す・ら、前記熱移動装置の作動流体循環系内
・＼の充填も容易である。

〕以上のようなＴＦＥ及びＴＦＥ水溶液の既知の１勿１
生）ｊＶびに実鳴灸（二よる測定データに１ｍ目し、第
２図に示すサーモナイフオン（二にいて水１５ｔＢ％以
下の範囲内にあるＴ　Ｆ　Ｅ　７Ｊ＜ｆＧ液及びＴＦＥ
を充填して実験しにところ、作ＩＲ＋流体は安定した密
閉、　循環サイクルを形成し、従来のものより５〜６％
熱移動の向上を達成し得た。

′第２図において、（１）はゼ］生都、（２）は作動流
体の流動状態を観察するためのサイトガラス部、（３１
は凝縮部及び（４）は貯液部で、これらは配管（５１（
Ｇｌ＋７１及び（δ）（二接続されて作動流体のｑｒｊ
ｔ環系（９）乞形成し。

前記凝縮部（３１乞囲繞する放熱器ｆｌｌ１１乞介して
作動流体の凝縮潜熱及び顕然エネルギーｔｎｉｉ記系１
Ｘ−＋＋外の負荷側（図示せず］へ冷却水ζ二より送り
出すよう（＝したサーモサイフオンを構１戊している。

而して、再生部ｉｌ＋で加熱された作動流体は蒸発し配
管（５）内壁に液相部■と配管（５）内中空＞１１Ｓ分
（−気相部（１力とを形成する気液二相流の状態で配管
（５）、ナイトガラス都（２）及び配管（６）内を上昇
し、凝縮部ｆ３１ｃ至る。凝縮部（３１ｉ′−至った作
動流体は放熱器（１０）を流れる冷却水により凝網冷却
され配管（７１円を流下して貯液部（４）、配管（８）
を経由しＰ」び杓生部ｆｌｌＥ−戻り、作動流体は系（
９）ヲ循環する。

このようにして、凝縮部（３１から放熱器（１０）を介
して負荷側へ作動ｌ飛体の熱エネルギーが連続的（＝供
給される。

本発明は１以上のよう層重、再生部と凝縮部と乞循環す
る作動流体の密閉循環系を形成し、再生部で作動流体（
二与えられた熱エネルギーを凝縮部から系外へ送り出す
よう（−シた熱移動装置において作動流体（二本が１５
重量係以下の範囲同じあるＴＦＥ水溶液及びＴＦＥＹ用
いたものであるから、再生部の熱源供給方式を直火方式
にしても作動７１７体の安定性が保たれ、かつ装置の腐
食も少なく安全であり、装置全体乞コンパクトにするこ
とができる。又、’ｒＦＥ若しくはＴＦＥ水溶液は人体
に対する毒性や爆発性がないので、本発明装置を家庭用
暖房及び給湯システムに利用下ることもでき。

摩冷地での利用にも虐する等実用上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴＦＥ水溶液中の水のＴｆ１％とその凝＋４！
＋１点および一気圧下での蒸発潜熱との関係７示す線図
、第２図は本発明装置の一実施例であるサーモサイフオ
ンの系統概略図、第６図は本発明実施例における再生部
から凝縮部（１至る作動流体の流動状態を示した寵面で
ある。 （１）・・・Ｐ十生都、（３１・・・凝縮部、（田・・
・循環系。 警国虜β 憾４婆≦ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　作動流体を加熱して蒸発させる再生部と作＠
   流体を冷却して液化させる凝縮部とを循環する作動流体
   の密閉循環系を形成し、再生部で作動流体（二与えられ
   た熱エネルギー７ａｌ−凝縮部から密閉循環系外・＼送
   り出丁ようにし定態移動装置（二おいて作動流体がトリ
   フルオロエタノールで成ることを特徴とする熱移動装置
   。 （２１作動流体が水を最茜１５藏盪チまで含有させたト
   リフルオロエタノール水溶液で成る特許請求の範囲′＃
   Ｉ１１項記載の熱移動装置。