JPS61235687A - ヒ−トパイプおよびこれを利用した蓄熱装置 - Google Patents
ヒ−トパイプおよびこれを利用した蓄熱装置Info
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- JPS61235687A JPS61235687A JP60075209A JP7520985A JPS61235687A JP S61235687 A JPS61235687 A JP S61235687A JP 60075209 A JP60075209 A JP 60075209A JP 7520985 A JP7520985 A JP 7520985A JP S61235687 A JPS61235687 A JP S61235687A
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- 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
- F28D15/0233—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 the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
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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
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- F28D15/046—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 with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱ダイオード型ヒートパイプおよびこれを利用
した蓄熱装置に関する。
した蓄熱装置に関する。
周知の如く、ヒートパイプはその中に封入した作動流体
によって熱輸送を行う伝熱器であり１作動流体の蒸気流
が熱輸送を肩代わりし９作動流体の液体流はウィツクに
よって熱源側に移動するようにしたものであるが、ヒー
トパイプ内では気液平衡が成立しており且つ蒸発潜熱が
そのまま伝達されるので小さな温度差で大きな熱輸送を
行うことができる。
によって熱輸送を行う伝熱器であり１作動流体の蒸気流
が熱輸送を肩代わりし９作動流体の液体流はウィツクに
よって熱源側に移動するようにしたものであるが、ヒー
トパイプ内では気液平衡が成立しており且つ蒸発潜熱が
そのまま伝達されるので小さな温度差で大きな熱輸送を
行うことができる。
本発明の目的は、このようなヒートパイプの本来の機能
に加えて、さらに熱篩分は機能をもたせた熱ダイオード
型ヒートパイプを提供することであり、そしてこれを応
用した効率のよい蓄熱装置を提供することである。
に加えて、さらに熱篩分は機能をもたせた熱ダイオード
型ヒートパイプを提供することであり、そしてこれを応
用した効率のよい蓄熱装置を提供することである。
本発明に係るヒートパイプは１両端が開口した内管の外
側に、長さが内管と同等かまたはこれより短い両端が閉
塞した外管を、内管と同軸に１つ気密に接合し、内管と
外管との間で形成される気密空間に作動流体を封入して
なるヒートパイプであって、内管の外周壁にウィック層
を被着させると共にこのウィック層に連結してフィン状
ウィックを取付け、このフィン状ウィックを内管のウィ
ック層から気密空間内に半径方向に張り出さ−υると共
にこのフィン状ウィックと外管の内壁との間に狭間隙を
設けたことを特徴とする。
側に、長さが内管と同等かまたはこれより短い両端が閉
塞した外管を、内管と同軸に１つ気密に接合し、内管と
外管との間で形成される気密空間に作動流体を封入して
なるヒートパイプであって、内管の外周壁にウィック層
を被着させると共にこのウィック層に連結してフィン状
ウィックを取付け、このフィン状ウィックを内管のウィ
ック層から気密空間内に半径方向に張り出さ−υると共
にこのフィン状ウィックと外管の内壁との間に狭間隙を
設けたことを特徴とする。
ごの構成になるヒートパイプの複数個を、蓄熱槽内に収
容した蓄熱物質中に、おのおの軸を実質上水平にして多
段に配設し、各し−トパイプの内管同一１を連結配管し
、そして、この連結配管内に熱媒を循環さ−υるように
すると、熱の篩分は機能を発揮して非常に効率よく蓄熱
運転ができる蓄熱装置に構成することができる。
容した蓄熱物質中に、おのおの軸を実質上水平にして多
段に配設し、各し−トパイプの内管同一１を連結配管し
、そして、この連結配管内に熱媒を循環さ−υるように
すると、熱の篩分は機能を発揮して非常に効率よく蓄熱
運転ができる蓄熱装置に構成することができる。
以下に図面の実施例に従って本発明を具体的に説明する
。
。
第１図は９本発明のヒートパイプの一例を示した一部切
り欠き全体図である。図示のように２本発明のヒートパ
イプは、内管ｌと外管２とからなる同軸二重管構造を有
している。内管１は両端が開口した金属管であり、外管
２は両端が閉塞した金属管である。外管２の長さは内管
１と等しいかまたは短い。外管２の両端の端壁円板７と
内管１の外表面は溶接によって気密に接合されており。
り欠き全体図である。図示のように２本発明のヒートパ
イプは、内管ｌと外管２とからなる同軸二重管構造を有
している。内管１は両端が開口した金属管であり、外管
２は両端が閉塞した金属管である。外管２の長さは内管
１と等しいかまたは短い。外管２の両端の端壁円板７と
内管１の外表面は溶接によって気密に接合されており。
したがって、この端壁円板７．内管１の外表面および外
管２の内表面との間で環管状の閉鎖した気密空間（第３
図の３で示される）が形成されている。この気密空間に
作動流体が封入され１次に説明するようにウィックが装
着される。
管２の内表面との間で環管状の閉鎖した気密空間（第３
図の３で示される）が形成されている。この気密空間に
作動流体が封入され１次に説明するようにウィックが装
着される。
第２図は、第１図のヒートパイプの斜視分解図である。
図示のように、内管１の外周壁（外管２内にある外周壁
）にはウィック層４とフィン状ウィック５が取付けであ
る。ウィック層４は作動液がその表面張力でその中に付
着含浸するに充分な細孔または細溝をもつ層であり、好
ましくは網状体を多層（例えば３層）にして内管１の外
表面に被着しである。フィン状ウィック５は、第２図の
例では、多数枚の平板状フィンを使用しており。
）にはウィック層４とフィン状ウィック５が取付けであ
る。ウィック層４は作動液がその表面張力でその中に付
着含浸するに充分な細孔または細溝をもつ層であり、好
ましくは網状体を多層（例えば３層）にして内管１の外
表面に被着しである。フィン状ウィック５は、第２図の
例では、多数枚の平板状フィンを使用しており。
この多数枚の平板状フィンを、内管ｌの軸と平行にして
、ウィック層４の上に等間隔で且つ管の半径方向に放射
状に立ち上げた構造を有している。
、ウィック層４の上に等間隔で且つ管の半径方向に放射
状に立ち上げた構造を有している。
第３図は、前例のヒートパイプの軸と直角な断面を示し
たものであり１作動中の作動液の流れを矢印で表示しで
ある。第３図に見られるように。
たものであり１作動中の作動液の流れを矢印で表示しで
ある。第３図に見られるように。
ウィック層４から放射状に立ち上げた各フィン状ウィッ
ク５と外管２の内表面との間に狭い間隙６を有している
。すなわちウィック層４とフィン状ウィック５は内管ｌ
の側に接するが外管２とはこの狭間隙６によって接触を
絶たれている。
ク５と外管２の内表面との間に狭い間隙６を有している
。すなわちウィック層４とフィン状ウィック５は内管ｌ
の側に接するが外管２とはこの狭間隙６によって接触を
絶たれている。
このようにして本発明のヒートパイプは５両端が開口し
た内管１の外側に、長さが内管１と同等かまたはこれよ
り短い両端閉塞の外管２を、内管ｌと同軸的に且つ気密
に接合し、この内管１と外管２との間で形成される気密
空間３に作動流体を封入すると共に、内管１の外周壁に
ウィック層４を被着させ且つのうイック層４に連結して
フィン状ウィック５を取付け、そのさい、このフィン状
ウィック５を内管１のウィック層４から気密空間３内に
半径方向に張り出させ、このフィン状ウィック５と外管
２の内壁との間に狭間隙６を設けた構造を有している。
た内管１の外側に、長さが内管１と同等かまたはこれよ
り短い両端閉塞の外管２を、内管ｌと同軸的に且つ気密
に接合し、この内管１と外管２との間で形成される気密
空間３に作動流体を封入すると共に、内管１の外周壁に
ウィック層４を被着させ且つのうイック層４に連結して
フィン状ウィック５を取付け、そのさい、このフィン状
ウィック５を内管１のウィック層４から気密空間３内に
半径方向に張り出させ、このフィン状ウィック５と外管
２の内壁との間に狭間隙６を設けた構造を有している。
この構造のヒートパイプを軸を実質」二水平にして据え
付け、内管１の内表面に高温側の熱媒を。
付け、内管１の内表面に高温側の熱媒を。
そして外管２の外表面に低温側の熱媒を接触させるよう
にすると、第３図の矢印に示されるような作動液の流れ
が生じて熱の輸送が行われる。すなわち内管１の内表面
から収得した熱によりウィック層４に含浸されている作
動液が蒸発して低温側の外管２の内表面に凝縮して熱を
放出する。外管２の内表面に凝縮した作動液はその液滴
が凝集すると重力によってその内表面を滑り落ちて外管
２の底部に溜まる。この底部に溜まった作動液の液面の
高さが狭間隙６を埋めるようになると、フィン状ウィッ
ク５にこの作動液が吸い上げられ、ウィック層４に拡散
して再び蒸発に供される。
にすると、第３図の矢印に示されるような作動液の流れ
が生じて熱の輸送が行われる。すなわち内管１の内表面
から収得した熱によりウィック層４に含浸されている作
動液が蒸発して低温側の外管２の内表面に凝縮して熱を
放出する。外管２の内表面に凝縮した作動液はその液滴
が凝集すると重力によってその内表面を滑り落ちて外管
２の底部に溜まる。この底部に溜まった作動液の液面の
高さが狭間隙６を埋めるようになると、フィン状ウィッ
ク５にこの作動液が吸い上げられ、ウィック層４に拡散
して再び蒸発に供される。
第４図は螺線状のフィンをウィック層４の表面に取付け
たフィン状ウィック５の構造例を示している。この場合
には、ヒートパイプを軸の廻りに任意の角度で回転して
も、外管２の底部に溜まる作動液とフィン状ウィック５
の先端との距離が変化しないという利点がある。
たフィン状ウィック５の構造例を示している。この場合
には、ヒートパイプを軸の廻りに任意の角度で回転して
も、外管２の底部に溜まる作動液とフィン状ウィック５
の先端との距離が変化しないという利点がある。
いずれにしても１本発明のヒートパイプは内管ｌの内側
から外管２の外側に熱を輸送し、外管２の列側から内管
ｌの内側には熱を輸送しないという熱篩い機能を発揮す
る。この機能により１本発明のヒートパイプを用いて蓄
熱装置を構成すると蓄熱運転において非常に良好な蓄熱
効率を示す。
から外管２の外側に熱を輸送し、外管２の列側から内管
ｌの内側には熱を輸送しないという熱篩い機能を発揮す
る。この機能により１本発明のヒートパイプを用いて蓄
熱装置を構成すると蓄熱運転において非常に良好な蓄熱
効率を示す。
これを第５図および第６図により説明する。
第５図および第６図は、蓄熱槽１０に蓄熱物質１１（例
えば水）を収容し、この蓄熱物質１１に熱を付与する場
合の蓄熱運転の態様を示したもので、第５図は通常の熱
交換器１２（例えばフィンチューブ式熱交換器）を使用
した例、第６図は本発明のヒートパイプを使用した例を
示す。
えば水）を収容し、この蓄熱物質１１に熱を付与する場
合の蓄熱運転の態様を示したもので、第５図は通常の熱
交換器１２（例えばフィンチューブ式熱交換器）を使用
した例、第６図は本発明のヒートパイプを使用した例を
示す。
第５図のように、温度成層を生している水１１に図示の
ように配置した熱交換器１２に熱媒を流して水１１に熱
を付与する場合１例えば熱媒の温度が６０℃であるとす
ると、７０℃の温度層の位置に配置された熱交換器では
熱媒側が受熱することになり。
ように配置した熱交換器１２に熱媒を流して水１１に熱
を付与する場合１例えば熱媒の温度が６０℃であるとす
ると、７０℃の温度層の位置に配置された熱交換器では
熱媒側が受熱することになり。
成層が乱れて蓄熱効率が低下する。これに対し。
第６図に示すように、熱交換器１２に代えて本発明のビ
ー１−パイプ１３を同様の配置で設置し、その内管同士
を接続してその中に熱媒を流すと、熱媒の温度（例えば
６０℃）よりも低温の成層のところに（例えば最下部の
最も低い温度の層のところで）配置されたヒートパイプ
だけ放熱し、ほかの高温の成層のところに配置されたし
−トパイプでは熱媒側が受熱しないので、温度成層を乱
すようなことが防止され、効率的に蓄熱ができる。
ー１−パイプ１３を同様の配置で設置し、その内管同士
を接続してその中に熱媒を流すと、熱媒の温度（例えば
６０℃）よりも低温の成層のところに（例えば最下部の
最も低い温度の層のところで）配置されたヒートパイプ
だけ放熱し、ほかの高温の成層のところに配置されたし
−トパイプでは熱媒側が受熱しないので、温度成層を乱
すようなことが防止され、効率的に蓄熱ができる。
以上は蓄熱物質側に温度差がある例であるが。
熱媒側に経時的に温度変化が生じる場合も同様に効率的
に蓄熱ができる。例えば第７図に示したように、熱媒配
管１４に太陽熱集熱器１５を挿入してこの集熱器１５で
採集した熱を蓄熱層１０内の蓄熱物質（例えば水）１１
に、第６図と同様に配置した本発明のヒートパイプ１
３を介して蓄熱する場合、熱媒温度は日射時間や日射量
に応じて常に経時変化するが、この熱媒温度が蓄熱物質
１１の温度より高くなったときだけに蓄熱物質１１に放
熱し、蓄熱物質１１の温度より低いときには蓄熱物質側
からこの熱媒へ熱が移動することが防止される。したが
って第８図に示したように９例えば熱媒の温度が曲線へ
のように経時変化しても、ある温度Ｂ以上となったとき
だけに放熱ができ（図のハツチ部）、熱篩いの効果を発
揮しながら蓄熱できる。
に蓄熱ができる。例えば第７図に示したように、熱媒配
管１４に太陽熱集熱器１５を挿入してこの集熱器１５で
採集した熱を蓄熱層１０内の蓄熱物質（例えば水）１１
に、第６図と同様に配置した本発明のヒートパイプ１
３を介して蓄熱する場合、熱媒温度は日射時間や日射量
に応じて常に経時変化するが、この熱媒温度が蓄熱物質
１１の温度より高くなったときだけに蓄熱物質１１に放
熱し、蓄熱物質１１の温度より低いときには蓄熱物質側
からこの熱媒へ熱が移動することが防止される。したが
って第８図に示したように９例えば熱媒の温度が曲線へ
のように経時変化しても、ある温度Ｂ以上となったとき
だけに放熱ができ（図のハツチ部）、熱篩いの効果を発
揮しながら蓄熱できる。
このように１本発明のヒートパイプはこれを蓄熱用に使
用する場合、蓄熱槽内に収容した蓄熱物質中に１本発明
のヒートパイプの複数個を、おのおの軸を実質−上水平
にして多段に配設し、各ヒートパイプの内管同士を連結
配管し、この連結配管内に熱媒を循環させるようにする
と非常に蓄熱効率のよい蓄熱装置となる。
用する場合、蓄熱槽内に収容した蓄熱物質中に１本発明
のヒートパイプの複数個を、おのおの軸を実質−上水平
にして多段に配設し、各ヒートパイプの内管同士を連結
配管し、この連結配管内に熱媒を循環させるようにする
と非常に蓄熱効率のよい蓄熱装置となる。
第１図は本発明のヒートパイプの一部切り欠き全体図、
第２図は第１図のヒートパイプの分解斜視図２第３図は
本発明のヒートパイプの軸と直角方向の断面図、第４図
はフィン状ウィックの例を示す側面図、第５図は従来の
蓄熱槽の蓄熱運転状態を示す図、第６図は本発明に従う
蓄熱槽の蓄熱運転状態を示す図、第７図は本発明のヒー
トパイプを用いた太陽熱蓄熱装置の０例を示ず略断面図
。 第８図は本発明のヒートパイプの熱篩い機能を説明する
ための時間温度変化図である。 １・・内管、 ２・・外管、 ３・・気密空間。 ４・・ウィック層、 ５・・フィン状つイ・ツク。 ６・・狭間隙、 ７・・外管の端壁。 １０・・蓄熱槽、 １１・・蓄熱物質、１３ ・・
本発明のヒートパイプ。 出願人 高砂熱学工業株式会？１ 第１図 第３図 第４１１
第２図は第１図のヒートパイプの分解斜視図２第３図は
本発明のヒートパイプの軸と直角方向の断面図、第４図
はフィン状ウィックの例を示す側面図、第５図は従来の
蓄熱槽の蓄熱運転状態を示す図、第６図は本発明に従う
蓄熱槽の蓄熱運転状態を示す図、第７図は本発明のヒー
トパイプを用いた太陽熱蓄熱装置の０例を示ず略断面図
。 第８図は本発明のヒートパイプの熱篩い機能を説明する
ための時間温度変化図である。 １・・内管、 ２・・外管、 ３・・気密空間。 ４・・ウィック層、 ５・・フィン状つイ・ツク。 ６・・狭間隙、 ７・・外管の端壁。 １０・・蓄熱槽、 １１・・蓄熱物質、１３ ・・
本発明のヒートパイプ。 出願人 高砂熱学工業株式会？１ 第１図 第３図 第４１１
Claims (2)
- （１）、両端が開口した内管１の外側に、長さが内管１
と同等かまたはこれより短い両端が閉塞した外管２を、
内管１と同軸的に且つ気密に接合し、内管１と外管２と
の間で形成される気密空間３に作動流体を封入してなる
ヒートパイプであって、内管１の外周壁にウイック層４
を被着させると共にこのウイック層４に連結してフィン
状ウイック５を取付け、このフィン状ウイック５を内管
１のウイック層４から気密空間３内に半径方向に張り出
させると共にこのフィン状ウイック５と外管２の内壁と
の間に狭間隙６を設けたことを特徴とするヒートパイプ
。 - （２）、蓄熱槽内に収容した蓄熱物質中に、特許請求の
範囲第１項記載のヒートパイプの複数個を、おのおの軸
を実質上水平にして多段に配設し、各ヒートパイプの内
管同士を連結配管し、この連結配管内に熱媒を循環させ
るようにした蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075209A JPS61235687A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヒ−トパイプおよびこれを利用した蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075209A JPS61235687A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヒ−トパイプおよびこれを利用した蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235687A true JPS61235687A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH0581828B2 JPH0581828B2 (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=13569575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075209A Granted JPS61235687A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | ヒ−トパイプおよびこれを利用した蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281268A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Harashima Tomoko | ヒートパイプ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104268U (ja) * | 1974-01-29 | 1975-08-27 | ||
| JPS53113357A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-03 | Oki Electric Cable | Heat exchanging means |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP60075209A patent/JPS61235687A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104268U (ja) * | 1974-01-29 | 1975-08-27 | ||
| JPS53113357A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-03 | Oki Electric Cable | Heat exchanging means |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281268A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Harashima Tomoko | ヒートパイプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0581828B2 (ja) | 1993-11-16 |
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