JPH02637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、外部からの機械的駆動を用いるこ
となく、上方の熱を下方に移動させることのでき
るループ式ヒートパイプ装置に関する。

従来の技術 従来、動力ポンプやコンプレツサーなどの外部
からの機械的動力を必要としない熱移動機器とし
ては、ヒートパイプ及び熱サイホンが知られてお
り、例えば、第５図に示すループ式ヒートパイプ
装置がある。同装置は入熱器１とこの入熱器１よ
り上部に設けられた出熱器２とを、液配管３及び
蒸気配管４により結び密閉管路を形成し、内部に
密閉管路内の圧力及び温度条件によつて、蒸気及
び液体の２相状態となる熱媒５を封入している。

上記構成により入熱器１で加熱され気化した熱
媒５が、蒸気配管４を通り、出熱器２内に導びか
れ、出熱器２において冷却され液化し、重力によ
り、液配管３を通り、入熱器１に戻るサイクルに
より、下方の熱を上方に移動させていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来の熱移動機器において
は、熱移動は下方から上方に行なわれ、上方から
下方に移動させることは不向きであつた。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技
術的な手段は入熱器と、この入熱器より下部に設
けられた出熱器と、前記入熱器より上部に設けら
れた冷却機能を有する第１液溜と、前記出熱器よ
り下部に設けられた第２液溜とを各々管路で結び
密閉管路を形成し、この密閉管路内部に、密閉管
路内部の圧力及び温度により、気相及び液相の２
相状態態となる熱媒を有し、前記第１液溜の気相
部を前記第１液溜内の該熱媒の液位によつて開閉
する第１弁を介して、前記入熱器の気相部に接続
し、前記第１液溜の液相部を、入熱器方向へのみ
流れる第１方向弁を介して前記入熱器の液相部に
接続するとともに第１液溜へのみ流れる第２方向
弁を介して第２液溜の液相部に接続し、前記第２
液溜の液相部を、第２液溜へのみ流れる第３方向
弁を介して前記出熱器の液相部に接続し、前記第
２液溜の気相部を、この第２液溜内の該熱媒の液
位によつて開閉する第２弁を介して前記出熱器の
気相部に接続するとともに該入熱器の気相部に接
続したものである。

作 用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、第１弁及び第２弁の開閉により、熱媒
は入熱器より出熱器へ、出熱器より第２液溜へ、
第２液溜より第１液溜へ、第１液溜より入熱器へ
と、間欠的に送り、入熱器に入れた熱エネルギー
は、入熱器より下部の出熱器より取り出されれ、
熱を上方から下方に移動させることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

第１図において、上部に入熱器１を設け、入熱
器１より下部に出熱器２を設け、入熱器１より上
部に冷却フイン６による冷却機能を有する第１液
溜７を設け、出熱器２より下部に第２液溜８を設
け、各々液配管３及び蒸気配管４により結び、密
閉管路を形成する。そしてこの密閉管路内部に、
密閉管路内部の圧力及び温度により、気相及び液
相の２相状態となる熱媒５を封入する。ここで第
１液溜７は、第１液溜７内の熱媒５の液位変化に
対し位置変化する第１フロート９を有し、この第
１フロート９が高位置の時開となり、低位置の時
閉となる第１弁１１を介して、蒸気配管４により
入熱器１の気相部に接続されている。また第１液
溜７の液相部は、第１液溜７より入熱器１の方向
へのみ熱媒５を流す第１方向弁１３を介して、液
配管３により入熱器１の液相部に接続され、更
に、第２液溜８より第１液溜７の方向へのみ熱媒
５を流す第２方向弁１４を介して、液配管３によ
り第２液溜８の液相部に接続されている。第２液
溜８の液相部は、出熱器２より第２液溜８の方向
へのみ熱媒５を流す第３方向弁１５を介して、液
配管３により出熱器２の液相部に接続され、第２
液溜８の気相部は、第２液溜８内の熱媒５の液位
変化に対し位置変化する第２フロート１０が高位
置の時閉となり、低位置の時間となる第２弁１２
を介して、蒸気配管４により出熱器２の気相部に
接続され、更に、蒸気配管４により入熱器１の気
相部に接続されている。

次に、この一実施例における作用を説明する。
第２液溜８内の熱媒５の液位が低い状態では、第
２弁１２は開いており、入熱器１に熱が加わる
と、入熱器１内の熱媒５は気化し、蒸気配管４及
び第２弁１２を経て、出熱器２に送られ、出熱器
２で放熱すると、熱媒５は液化する。この液化し
た熱媒５は、重力により、第３方向弁１５及び液
配管３を経て、第２液溜８に送られ、第２液溜８
内に蓄えられ、第２液溜８内の熱媒５の液位を上
昇させる。

次に、第２液溜８内の熱媒５の液位が高い状態
では、第２弁１２は閉じている。このとき入熱器
１内で気化した熱媒５は、蒸気配管４を経て、第
２液溜８に送られ、第２液溜８内の圧力を高め、
第２液溜８内に蓄えられている液相状態の熱媒５
を、冷却フイン６の冷却機能により低圧に保たれ
た第１液溜７に第２方向弁１４及び液配管３を経
て送り、第２液溜８内の熱媒５の液位を下降させ
る。

又、第１液溜７内の熱媒５の液位が低い状態で
は、第１弁１１は閉じており、冷却フイン６によ
る冷却機能により低圧に保たれた第１液溜７に、
第２液溜８内の液相状態の熱媒５が送られ、第１
液溜７内に蓄えられ、第１液溜７内の熱媒５の液
位を上昇させる。

次に、第１液溜７内の熱媒５の液位が高い状態
では、第１弁１１は開いている。このとき入熱器
１内で気化した熱媒５は、第１弁１１を経て、第
１液溜７に送られ、第１液溜７内と、入熱器１内
との熱媒５の蒸気圧は同圧となり、第１液溜７内
に蓄えられている液相状態の熱媒５は、重力によ
り、第１方向弁１３及び液配管３を経て、入熱器
１に送られ、第１液溜７内の熱媒５の液位を下降
させる。

以上の動作が、各々順次繰り返され、上部の入
熱器１に入つた熱を、下部の出熱器２より取り出
す事により、上方の熱を下方に移動させる事がで
きる。

第２図は、本発明の一実施例における第１液溜
７の熱媒５の液位が低い状態における第１液溜７
及び第１弁１１の部分の詳細断面図であり、第３
図は、同じく液位が高い状態における詳細断面図
である。同図に示すように第１液溜７は、熱媒５
の液位変化によつて位置変化する第１フロート９
と、シールのためのパツキン１６を有する磁石１
７より成る第１弁１とを備えている。ここで第１
フロート９と第１弁１１とは、第１弁１１の開閉
動作に対して、熱媒５の液位変化を大きくするた
めの間欠伝動機構１９により連結されている。ま
た第１弁１１が開く方向に固定された磁性体１８
の磁力作用により熱媒５の液位が一定値以上高い
か、一定値以下低い場合のみ、開閉状態が変化
し、その中間では前の状態を保つ事により、動作
が確実となる。

又、第２液溜８内の第２弁１２も、開閉動作が
逆である事以外は、同様の構成である。

以上のような第１弁１１及び第２弁１２の開閉
動作特性を第４図に示す。

尚第１液溜７を冷却するための温度は、入熱器
１を加熱する温度よりも、第１液溜７と第２液溜
８との高低差分の熱媒５の液柱圧力に相当する温
度差でけ低ければよい。例えば、熱媒５としてフ
ロン２２を用い、第１液溜７と第２液溜８とを高
低差を8mとし、高温源の温度を60℃とすると、
低温源の温度は58.3℃以下になる。この温度は、
大気熱の温度より充分高い温度であり、第１液溜
７を冷却するための低温源として、大気熱を利用
することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、外部からの機械
的駆動を用いることなく、自動的に上方の熱を下
方に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるループ式ヒー
トパイプ装置の構成図、第２図は同実施例による
熱媒の液位が低い場合の第１液溜部の詳細断面
図、第３図は同じく液面が高い場合の第１液溜部
の詳細断面図、第４図は第１弁及び第２弁の開閉
動作特性図、第５図は従来のループ式ヒートパイ
プ装置の構成図である。 １……入熱器、２……出熱器、３……液配管、
４……蒸気配管、５……熱媒、６……冷却フイ
ン、７……第１液溜、８……第２液溜、９……第
１フロート、１０……第２フロート、１１……第
１弁、１２……第２弁、１３……第１方向弁、１
４……第２方向弁、１５……第３方向弁、１６…
…パツキン、１７……磁石、１８……磁性体、１
９……間欠伝動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入熱器と、この入熱器より下部に設けられた
   出熱器と、前記入熱器より上部に設けられた冷却
   機能を有する第１液溜と、前記出熱器より下部に
   設けられた第２液溜とを各々管路で結び密閉管路
   を形成し、この密閉管路内部に、密閉管路内部の
   圧力及び温度により、気相及び液相の２相状態と
   なる熱媒を有し、前記第１液溜の気相部を前記第
   １液溜内の熱媒の液位によつて開閉する第１弁を
   介して、前記入熱器の気相部に接続し、前記第１
   液溜の液相部を入熱器方向へのみ流れる第１方向
   弁を介して前記入熱器の液相部に接続するととも
   に第１液溜へのみ流れる第２方向弁を介して第２
   液溜の液相部に接続し、前記第２液溜の液相部
   を、第２液溜へのみ流れる第３方向弁を介して前
   記出熱器の液相部に接続し、前記第２液溜の気相
   部を、この第２液溜内の熱媒の液位によつて開閉
   する第２弁を介して前記出熱器の気相部に接続す
   るとともに入熱器の気相部に接続したループ式ヒ
   ートパイプ装置。