JPS598740B2 - 一方向熱伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱集熱装置や熱交換器などに有効に利用
し得る一方向熱伝達装置に関する。

従来の熱伝達装置は、加熱体側と被加熱体側との間に１
枚の壁体をおいて、該壁体を介して加熱体側の熱を被加
熱体側に伝達する構成とされている。

したがって、例えば加熱体側に太陽熱を用い、被加熱体
側に水を用いた場合に、通常は壁体を介して水は太陽熱
から熱を吸収することができるが、雨等の場合には、反
対に水が吸収した熱は壁体を介して放散されてしまうと
いう問題があった。

本発明は被加熱体側と被加熱体側との温度が夫夫如何に
変化したとしても効率の良い一方向熱伝達を行うことが
できるようにすることを目的とし、この目的を達成する
ため、被加熱体側に位置する第１壁体と、加熱体側に位
置する第２壁体とを、常態において両壁体間に隙間が生
じ且つ被加熱体側に凸曲するように配接し、これら両壁
体を、熱膨張係数ならびに熱伝達率が大きい材料で形成
した構成の一方向熱伝達装置を提供するもので、以下そ
の一実施例を図面に基づいて説明する。

１は一面（図においては上面）が開放する箱状の断熱本
体で、ポリスチロール発泡や発泡モルタルレジコンや七
メン十発泡などからなる断熱材２と、ポリプロピレンに
よるフイルムバッグやコーテングなどからなる外皮体３
とから構成される。

４は前記断熱本体１の開放部を閉塞すべく配設した第１
壁体、５は該第１壁体４の外方に配設した第２壁体であ
る。

前記第１壁体４と断熱本体１とによって被加熱体流動空
間６が形成され、したがって断熱本体１には、被加熱体
供給管７と被加熱体排出管８とが設げられる。

前記第１壁体４はその外縁に一体化した嵌合部９を断熱
本体１に内嵌させることにより固定化され、また第２壁
体５はその外縁が断熱本体１に固定化される。

さらに両壁体４，５は、常態において該壁体４，５間に
隙間１０が生じ、且つ被加熱体側、すなわち被加熱体流
動空間６側に凸曲するように配設してある。

モして両壁体４，５を、熱膨脹係数ならびに熱伝達率が
大きい材料、例えば第１壁体４をポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニール、ナイロンなどで形成する
と共に、第２壁体５をポリプロピレンナイロン、ポリ塩
化ビニール、金属などで形成している。

前記第１壁体４の内面からは被加熱体流動空間６の内面
に接当可能な複数本の脚体１１が一体成形されている。

さらに両内面間には引張りばね１２が単数または複数設
けられている。

この引張りばね１２は熱膨脹が大きい材料から構成され
ている。

次に、上記構成の一方向熱伝達装置を太陽熱集熱装置と
して使用した場合の作用を説明する。

第１図は常態を示している。

このとき第１壁体４は、引張りばね１２の弾性力によっ
て脚体１１が接当するまで凸曲しており、そして第２壁
体５との間には均一な隙間１０、すなわち空気層が形成
されている。

この状態で太陽熱Ａ１ は第２壁体５を加熱し、そして
空気層の対流伝熱により第１壁体４を加熱する。

また被加熱体供給管７からの水Ｂ１は被加熱体流動空間
６を流れ、その間に第１壁体４の熱を吸収し、被加熱体
排出管８から温水ｂ１として排出される。

このように常態においては通常の熱伝達Ｃ１が行なわれ
る。

第２図は高い太陽熱Ａ２を受けている状態を示している
。

これによると第２壁体５が熱膨脹して下降し、隙間１０
を減少させて多くの部分を第１壁体４に接当させる。

したがって熱伝達Ｃ２は高温で且つ直接に行なわれるこ
とになり、以って高い温水ｂ２が得られる。

第３図は低い温度の水Ｂ２を供給している状態を示して
いる。

これによると第１壁体４が熱収縮して上昇し、隙間１０
を減少させて多くの部分を第２壁体５に接当させる。

したがって熱伝達Ｃ２は高温で且つ直接行なわれること
になり、以って高い温水ｂ２が得られる。

以上をまとめて見ると、太陽熱が常温で供給水が常温の
〔常温一常水〕が第１図であり、そして太陽熱が高く供
給水が常温の〔高温一常水〕が第２図であり、さらに太
陽熱が常温で供給水が低温の〔常温一低水〕が第３図で
ある。

これらはいずれにおいても、熱伝達の差こそあれ一方向
熱伝達となる。

別の形態を見ると〔常温一高水〕では第１図の状態、〔
高温一高水：では第２図の状態、〔高温一低水〕では第
２図と第３図とを組合せた状態、〔低温一常水〕、〔低
温一高水〕ならびに〔低温一低水〕では隙間１０が増加
した第１図の変形状態となり、いずれも一方向熱伝達と
なる。

以上述べたように本発明によると、被加熱体側と被加熱
体側との温度が夫々如何に変化したとしても効率の良い
一方向熱伝達となる。

特に被加熱体が高感になったときや、被加熱体が低温に
なったときには、両壁体が自動的に接触して熱伝達率を
向上できる。

また逆の場合には熱伝達率は低下するものの一方向熱伝
達は維持でき、さらに隙間の空気層によって保温効果を
期待できる。

このような一方向熱伝達装置は、太陽熱集熱装置や、ガ
スーガス、ガスー水などの熱交換器、家屋壁パネルなど
多方面に有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図〜第３図は夫々
作用状態を示す断面図、第４図は要部の縦断面図である
。 １・・・断熱本体、２・・・断熱材、３・・・外皮体、
４・・・第１壁体、５・・・第２壁体、６・・・被加熱
体流動空間、７・・・被加熱体供給管、８・・・被加熱
体排出管、９・・・嵌合部、１０・・・隙間、１１・・
・脚体、１２・・・引張りばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加熱体側に位置する第１壁体と、加熱体側に位置
   する第２壁体とを、常態において両壁体間に隙間が生じ
   且ろ被加熱体側に凸曲するように配設し、これら両壁体
   を、熱膨脹係数ならびに熱伝達率が大きい材料で形成し
   たことを特徴とする一方向熱伝達装置。