JP6896255B2 - Heat siphon - Google Patents
Heat siphon Download PDFInfo
- Publication number
- JP6896255B2 JP6896255B2 JP2019001074A JP2019001074A JP6896255B2 JP 6896255 B2 JP6896255 B2 JP 6896255B2 JP 2019001074 A JP2019001074 A JP 2019001074A JP 2019001074 A JP2019001074 A JP 2019001074A JP 6896255 B2 JP6896255 B2 JP 6896255B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- main pipe
- working fluid
- pipe
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本発明は、主として地熱の抽出に用いる熱サイフォンに関する。 The present invention relates mainly to thermal siphons used for geothermal extraction.
熱サイフォンはヒートパイプとも呼ばれ、真空脱気した密閉管の内部に、作動流体として水やアルコール等の凝縮性の流体を封入し、その密閉管を鉛直方向に立設したものである。そして、密閉管の下端部側を外部から熱を与える吸熱部とし、かつ上端部側を、熱を奪う放熱部としている。 A heat siphon is also called a heat pipe, in which a condensable fluid such as water or alcohol is sealed as a working fluid inside a vacuum degassed closed pipe, and the closed pipe is erected in the vertical direction. The lower end side of the closed tube is an endothermic part that gives heat from the outside, and the upper end side is a heat dissipation part that takes heat away.
熱サイフォンは、吸熱部に与えられた熱によって作業流体が蒸発し、その蒸気が放熱部まで上昇した後に放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱を輸送する。 In the thermal siphon, the working fluid evaporates due to the heat given to the endothermic portion, and the vapor rises to the heat radiating portion and then dissipates and condenses to transport heat as latent heat of the working fluid.
このように熱サイフォンは、下から上への熱輸送を、動力を用いることなく行うことができるため、高温の地熱を地上に抽出する装置等に採用され、その熱は冷暖房や融雪に利用されている。 In this way, heat siphons can transport heat from bottom to top without using power, so they are used in devices that extract high-temperature geothermal heat to the ground, and the heat is used for heating and cooling and melting snow. ing.
上述した熱サイフォンは、地下100m〜300mの地熱帯に向けて掘られた掘削孔に密閉管を挿入し、下端部で地熱によって加熱され蒸発した作動流体が地上側の端部に移動し、そこで放熱することによって地熱を抽出している(特許文献1参照)。 In the above-mentioned thermal siphon, a closed pipe is inserted into an excavation hole dug 100 m to 300 m underground toward the tropics, and the working fluid heated and evaporated by geothermal heat at the lower end moves to the end on the ground side, where Geothermal heat is extracted by radiating heat (see Patent Document 1).
しかし、従来の熱サイフォンでは、密閉管が長尺であったり熱源の温度が低かったりすると、作動流体の蒸気の上昇が十分に行われないために、熱輸送効率が低下するという問題があった。 However, in the conventional heat siphon, if the closed tube is long or the temperature of the heat source is low, the steam of the working fluid does not rise sufficiently, so that there is a problem that the heat transport efficiency is lowered. ..
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成を付加することで高い熱輸送効率を実現できる熱サイフォンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a thermal siphon capable of realizing high heat transfer efficiency by adding a simple configuration.
上述の目的を達成するために、本発明に係る熱サイフォンは、
下端部を熱源に挿入した状態で略鉛直方向に設置され、かつ中空部に凝縮性の作業流体および非凝縮性のガスが封入された有底の主管と、
前記主管の上端部に、主管の開口を覆うように連結された熱交換器と、
前記熱交換器によって凝縮され、液化した作動流体を、前記主管の下方に形成された孔を通して管内に戻す液戻し管と、
前記主管の中空部に、当該主管と間隔を隔てて設置され、かつ上端部が前記熱交換器内に開放され、下端部が前記主管の底部に溜まった作動流体に接しない位置に保持された内管と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the thermal siphon according to the present invention
A bottomed main pipe that is installed in a substantially vertical direction with the lower end inserted in the heat source, and in which a condensable working fluid and a non-condensable gas are sealed in the hollow part.
A heat exchanger connected to the upper end of the main pipe so as to cover the opening of the main pipe.
A liquid return pipe that returns the working fluid condensed and liquefied by the heat exchanger to the inside of the pipe through a hole formed below the main pipe.
It was installed in the hollow portion of the main pipe at a distance from the main pipe, the upper end was opened in the heat exchanger, and the lower end was held at a position not in contact with the working fluid accumulated in the bottom of the main pipe. It is characterized by having an inner tube.
ここで、前記熱交換器には、チューブを介して蓄熱機およびポンプが接続されており、当該ポンプによって前記チューブ内を循環する冷媒により、前記作動流体によって熱源から輸送された熱を前記蓄熱機に蓄えることが好ましい。 Here, a heat storage device and a pump are connected to the heat exchanger via a tube, and the heat transferred from the heat source by the working fluid by the refrigerant circulated in the tube by the pump is used in the heat storage device. It is preferable to store in.
また前記作動流体として水を用い、かつ前記非凝縮性のガスとして空気を用いることが好ましい。 Further, it is preferable to use water as the working fluid and air as the non-condensable gas.
また前記熱交換器として、円筒型の筐体の中空部に螺旋状のチューブが収容されたシェル&チューブ型の熱交換器を用いることが好ましい。 Further, as the heat exchanger, it is preferable to use a shell & tube type heat exchanger in which a spiral tube is housed in a hollow portion of a cylindrical housing.
また前記主管の上端部は、前記熱交換器の筐体との連結部から上方に突出して、当該主管と前記筐体との間に溝が形成され、当該溝に溜まった作動流体は、前記筐体の底部に形成された注入口から前記液戻し管に注入されることが好ましい。 Further, the upper end portion of the main pipe projects upward from the connecting portion with the housing of the heat exchanger, a groove is formed between the main pipe and the housing, and the working fluid accumulated in the groove is the said. It is preferable that the fluid is injected into the liquid return pipe from an injection port formed at the bottom of the housing.
本発明に係る熱サイフォンは、蒸発管に二重円管構造を採用すると共に、作動流体以外に非凝縮性のガス(空気または不活性ガス)を管内に封入している。そして非凝縮性のガスを管内で循環させることによって作動流体の蒸気の上昇を促進し、結果として、従来の熱サイフォンと比較して、地熱を抽出する際の熱輸送効率を大幅に向上させている。 The thermal siphon according to the present invention adopts a double circular tube structure for the evaporation tube and encloses a non-condensable gas (air or an inert gas) in the tube in addition to the working fluid. And by circulating the non-condensable gas in the pipe, it promotes the rise of the vapor of the working fluid, and as a result, the heat transport efficiency at the time of extracting geothermal heat is greatly improved as compared with the conventional thermal siphon. There is.
以下、本発明の実施の形態に係る熱サイフォンについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the thermal siphon according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<熱サイフォンの構成と機能>
図1に、本実施の形態に係る熱サイフォンの基本的な構成を示す。熱サイフォン1は、蒸発管2、熱交換器3および液戻し管4で構成され、熱交換器3には蓄熱機5およびポンプ6が接続されている。図中、蒸発管2および熱交換器3は、管の軸心を通る平面で切断した断面を示している。
<Structure and function of thermal siphon>
FIG. 1 shows the basic configuration of the thermal siphon according to the present embodiment. The
蒸発管2は、下端部を地中の熱源に挿入した状態で略鉛直方向に設置された長尺・有底の主管21と、主管21の中空部に、円筒の軸心を一致するように収容された内管22とで構成されている。また主管21の中空部には作動流体WFが封入されている。主管21は、基本的に鉛直方向に設置されるが、若干傾いていても熱サイフォンの機能に支障が生じることはない。
The
主管21は複数の管を縦方向に連結して構成されており、接合部にはフランジ24が形成されている。内管22は、主管21の上端部において、図示しない冶具により主管21と軸心が一致する状態で支持されている。また当該冶具には、蒸気が通過できるように開口が設けられている。
The
本実施の形態では、主管21として、耐熱性と強度の観点、更には軽量であることからアルミニウム製のパイプを用い、内管22として、断熱性の観点からポリカーボネート製のパイプを用いている。また、作動流体WFとして水を用いている。主管21として、重量の点で若干不利であるが、ステンレス製のパイプを用いてもよい。また内管22としてポリカーボネート製のパイプを用いたが、断熱性に優れた他の材質のパイプを用いてもよい。
In the present embodiment, an aluminum pipe is used as the
前述したように、熱サイフォン1は、通常の使用状態では、地中の熱源に届く長さの縦孔を掘り、その縦孔に蒸発管2を収容している。本実施の形態では、熱サイフォン1の性能を確認するため、熱源として主管21の底部の周囲にヒータ7を配置し、ヒータ7によって作動流体である水を加熱し蒸発させている。
As described above, in the normal use state, the heat siphon 1 digs a vertical hole having a length that reaches the heat source in the ground, and accommodates the
主管21の上端の開口部には、熱交換器3が取り付けられている。本実施の形態では、熱交換器3として、シェル&チューブ型の熱交換器を用いており、円筒型の筐体31の中空部に螺旋状の銅製チューブ33が収容されている。図に示すように、熱交換器3の中空部は蒸発管2の中空部と連結されており、かつ筐体31および蓋32によって密閉されている。
A
従来の熱サイフォンでは、主管21、熱交換器3の筐体31および蓋32で囲まれた空間には、非凝縮性ガスを真空脱気した後、作動流体を封入していたが、本実施の形態では、非凝縮性ガスである空気が、作動流体WFである水と共に封入されている。蒸発管2をヒータ7で加熱しない状態では、空気の圧力は大気圧と略等しい。
In the conventional heat siphon, the working fluid is sealed in the space surrounded by the
熱交換器3のチューブ33は、蓋32に形成された孔を介して、蓄熱機5に接続されたチューブ51に連結されており、チューブ33および51を流れる冷媒は、ポンプ6の駆動力によって熱交換器3と蓄熱機5との間を循環する。
The
本実施の形態では、冷媒として純水を用いており、熱交換器3のチューブ33を流れる純水は、主として内管22の中空部を上昇してきた水蒸気によって加熱された後、チューブ51内を流れて蓄熱機5に運ばれ、蓄熱機5内に熱を蓄える。
In the present embodiment, pure water is used as the refrigerant, and the pure water flowing through the
熱交換器3の筐体31の底面と主管21の下部側面との間には液戻し管4が取り付けられており、熱交換器3で冷却され、凝縮・液化した作動流体WFは、注入口41から注入され、液戻し管4を通って吐出口44から主管21に戻され、主管21の底部に溜まる。
A
液戻し管4の上部に設けられた調節弁42は、主管21に戻される作動流体WFの流量を調節する弁である。またタンク43は、蒸発管2内に収容される作動流体の量を調節するものであり、量を減らしたい場合には、タンク43から作動流体を外部に排出する。
The
熱サイフォン1の構成のうち、ヒータ7に囲まれた蒸発管2の下部は、一般に「蒸発部」と呼ばれ、ヒータ7によって作動流体WFを加熱・蒸発させ、蒸気を発生させる。
In the configuration of the
熱サイフォン1の構成のうち蒸発管2の中間部は、一般に「断熱部」と呼ばれ、外周部を断熱材23で覆うことにより、蒸気によって輸送される熱が蒸発管2の外部に放出されるのを防止している。後に詳述するが、蒸発部においてヒータ7によって加熱され、蒸発した作動流体WFの蒸気は、主として内管22の中空部を通って断熱部を上昇し、熱交換器3に到達する。
Of the configuration of the
熱サイフォン1の構成のうち熱交換器3は、一般に「凝縮部」と呼ばれ、蒸気の熱を、チューブ32を流れる純水に移動させ、蓄熱機5まで輸送する。以下の説明では、必要に応じて上述した「蒸発部」「断熱部」および「凝縮部」を用いる。
Of the configuration of the
熱交換器3の中空部に到達した作動流体の蒸気は、純水によって冷却されたチューブ33に接触することによって凝縮・液化し、筐体31の底に溜まる。図1に示すように、主管21の上端部21aは、筐体31内に突き出ており、筐体31との間にリング状の溝34が形成されている。熱交換器3内で凝縮・液化した作動流体WFは溝34に溜まる。
The steam of the working fluid that has reached the hollow portion of the
図1に示すように、溝34の底には、液戻し管4の注入口41が形成されているため、筐体31の溝34に溜まった作動流体WFは、液戻し管4を通って下方に運ばれ、吐出口44から主管21内に戻される。
As shown in FIG. 1, since the
なお、ヒータ7によって加熱・蒸発され、内管22の中空部を上昇する作動流体の蒸気の一部は、内管22の内周面に接触することによって冷やされ、凝縮・液化した後、重力によって液膜流となって主管21の底部に戻される。
A part of the vapor of the working fluid that is heated and evaporated by the
<作動流体の流れ>
次に、図2を参照して、本発明の熱サイフォンにおける作動流体およびその蒸気の流れを、従来の熱サイフォンと比較して説明する。
<Flow of working fluid>
Next, with reference to FIG. 2, the working fluid and the flow of steam thereof in the thermal siphon of the present invention will be described in comparison with the conventional thermal siphon.
図2(a)は、断熱部に単一円管構造を採用した従来の熱サイフォンにおける作動流体の流れを示す概略断面図、図2(b)は、断熱部に二重円管構造を採用した本発明に係る熱サイフォンおける作動流体の流れを示す概略断面図である。図中、黒色の矢印は作動流体WFの流れを示し、白抜きの矢印は作動流体の蒸気および空気の流れを示す。 FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing the flow of working fluid in a conventional thermal siphon in which a single circular tube structure is adopted for the heat insulating portion, and FIG. 2B is a double circular tube structure adopted for the heat insulating portion. It is the schematic cross-sectional view which shows the flow of the working fluid in the thermal siphon which concerns on this invention. In the figure, black arrows indicate the flow of the working fluid WF, and white arrows indicate the flow of vapor and air of the working fluid.
図では、煩雑さを避けるため、熱交換器3内のチューブを省略している。また作動流体および蒸気の流れが見やすいように、蒸発管の鉛直方向の長さを極端に短く表示している。
In the figure, the tube in the
図2(b)に示す本発明に係る熱サイフォン1は、断熱部に二重円管構造を採用している点において、図2(a)に示す、断熱部に単一円管構造を採用した従来の熱サイフォン1Aと相違している。一方、熱サイフォン1および1Aの中空部には、共に非凝縮性のガスである空気と作動流体である水が封入されている。
The thermal siphon 1 according to the present invention shown in FIG. 2 (b) adopts a single circular tube structure for the heat insulating portion in that it adopts a double circular tube structure for the heat insulating portion. It is different from the conventional thermal siphon 1A. On the other hand, the hollow portions of the
最初に、図2(a)を参照して、断熱部に単一円管構造を採用した従来の熱サイフォン1Aにおける作動流体およびその蒸気の流れを説明する。従来の熱サイフォン1Aでは、有底の蒸発管2Aの上端を熱交換器3の筐体31で覆い、中空部に空気と水を封入している。
First, with reference to FIG. 2A, the working fluid and the flow of its vapor in the conventional thermal siphon 1A adopting a single circular tube structure for the heat insulating portion will be described. In the conventional heat siphon 1A, the upper end of the bottomed
ヒータ7によって加熱され、蒸発した水蒸気は蒸発管2Aの中空部を上昇して熱交換器3に到達する。そして熱交換器3のチューブ33に接触し、チューブ内を流れる純水によって冷却され、凝縮・液化する。液化した水は、筐体31底部の溝34に溜められた後、液戻し管4を通って蒸発管2Aの底部に戻され、再度、ヒータ7によって加熱される。
The water vapor heated and evaporated by the
なお、水蒸気の一部は蒸発管2Aの中空部を上昇する間に管の内周面に接触して冷やされ、凝縮・液化して水に戻った後、液膜流となって蒸発管2Aの底部まで戻る。
A part of the water vapor comes into contact with the inner peripheral surface of the
次に、図2(b)を参照して、断熱部に二重円管構造を採用した本発明に係る熱サイフォン1における作動流体およびその蒸気の流れを説明する。図1を用いて説明したように、本発明に係る熱サイフォン1では、蒸発管2の断熱部に、主管21内に内管22を配置した二重円管構造を採用すると共に、蒸発管2内に、作動流体WFである水と非凝縮性ガスである空気を封入している。
Next, with reference to FIG. 2B, the working fluid and the flow of steam thereof in the thermal siphon 1 according to the present invention in which the double circular tube structure is adopted for the heat insulating portion will be described. As described with reference to FIG. 1, in the thermal siphon 1 according to the present invention, a double circular pipe structure in which the
更に、内管22の上端部は主管21の上端部より上方に位置して熱交換器4内に開放され、下端部は主管21の底部に溜まった作動流体(水)WFに接しない位置に保持されている。
Further, the upper end of the
ヒータ3によって加熱され、蒸発した水蒸気は、大半が内管22の中空部を通って熱交換器3に到達する。そして熱交換器3のチューブ33に接触し(図1参照)、チューブ内を流れる純水によって冷却され、凝縮・液化する。液化した作動流体(水)WFは、筐体31の底部に形成されたリング状の溝34に溜められた後、液戻し管4を通って主管21の底部に戻され、再度、ヒータによって加熱される。
Most of the water vapor heated and evaporated by the
熱交換器3の筐体31内の空気は、内管22内を上昇した蒸気に押され、白抜きの矢印で示すように、主管21と内管22との間隙を通って下降した後、作動流体の蒸気と共に内管22内を上昇し、主管21と内管22の間を循環する。
The air in the
上述したように、本発明に係る熱サイフォン1は、空気が蒸発管2の中空部を循環することによって蒸気の上昇が促進され、更に、主管21と内管22との間隙を還流する空気層による断熱効果が得られる。これに対し、従来の熱サイフォン1Aは、空気の循環による蒸気の上昇促進効果が得られない。結果として、本発明に係る熱サイフォン1は、従来の熱サイフォン1Aに比較して地熱抽出の熱輸送効率が向上する。
As described above, in the thermal siphon 1 according to the present invention, the air layer circulates in the hollow portion of the
<熱輸送効率の比較>
図2(a)に示した従来の熱サイフォン1Aおよび図2(b)に示した本発明に係る熱サイフォン1について、それぞれ実験を行い、各熱サイフォンの熱輸送効率を算出した。その結果を図3のグラフに示す。
<Comparison of heat transport efficiency>
Experiments were conducted on the conventional thermal siphon 1A shown in FIG. 2 (a) and the thermal siphon 1 according to the present invention shown in FIG. 2 (b), and the heat transport efficiency of each thermal siphon was calculated. The result is shown in the graph of FIG.
図において、横軸は入熱量を示し、縦軸は熱輸送効率を示す。図中、実線は本発明に係る熱サイフォン1の熱輸送効率を示し、破線は従来の熱サイフォン1Aの熱輸送効率を示す。以下、熱輸送効率の算出方法について説明する。 In the figure, the horizontal axis shows the amount of heat input, and the vertical axis shows the heat transfer efficiency. In the figure, the solid line shows the heat transport efficiency of the heat siphon 1 according to the present invention, and the broken line shows the heat transport efficiency of the conventional heat siphon 1A. Hereinafter, a method for calculating the heat transport efficiency will be described.
熱サイフォンの熱輸送効率ηallは、下記(1)式で表される。
(1)式において、qinは蒸発管の蒸発部における単位時間当たりの入熱量(W)を表し、下記(2)式を用いて算出する。
そして単位時間当たりの放熱量qlossは下記(3)式を用いて算出する。
また(1)式において、qoutは熱交換器での単位時間当たりの熱回収量(W)を表し、下記(4)式を用いて算出する。
本実施の形態では、長さ400mmの熱交換器を含め、全長1760mm、直径52mm、厚さ2mmのアルミニウム製の主管を用いて、実験を行った。その際の冷却水の流量は約15mL、初期の冷却水の温度は20℃であった。 In this embodiment, an experiment was conducted using an aluminum main pipe having a total length of 1760 mm, a diameter of 52 mm, and a thickness of 2 mm, including a heat exchanger having a length of 400 mm. The flow rate of the cooling water at that time was about 15 mL, and the temperature of the initial cooling water was 20 ° C.
図3のグラフから明らかなように、破線で示した単一円管構造の従来の熱サイフォン1Aは、入熱量の低下に伴って熱輸送効率が低下しており、熱輸送効率も低い値を示している。これに対し、実線で示した本発明に係る二重円管構造の熱サイフォン1は、全般的に熱輸送効率が高く、また入熱量に対して安定した値を示している。この結果より、本発明に係る熱サイフォン1は、従来の熱サイフォン1Aに比較し、地熱抽出の熱輸送効率が大幅に向上していることがわかる。 As is clear from the graph of FIG. 3, in the conventional heat siphon 1A having a single circular tube structure shown by a broken line, the heat transport efficiency decreases as the amount of heat input decreases, and the heat transport efficiency also decreases. Shown. On the other hand, the heat siphon 1 having a double circular tube structure according to the present invention shown by a solid line generally has high heat transfer efficiency and shows a stable value with respect to the amount of heat input. From this result, it can be seen that the heat siphon 1 according to the present invention has significantly improved heat transport efficiency of geothermal extraction as compared with the conventional heat siphon 1A.
図3に示したグラフは、全長1.8m程度の小型の熱サイフォンを用い、かつ熱源としてヒータを用いたものであるが、断熱部に二重円管構造を採用した本発明に係る熱サイフォンは、断熱部に単一円管構造を採用した従来のものに比較して熱輸送効率が明らかに優れていることから、地下100m〜300mの地熱帯から地熱を抽出する場合にも、十分な効果が期待できる。 The graph shown in FIG. 3 uses a small heat siphon having a total length of about 1.8 m and a heater as a heat source. The heat siphon according to the present invention adopts a double circular tube structure for the heat insulating portion. Is clearly superior in heat transport efficiency compared to the conventional one that uses a single circular tube structure for the heat insulating part, so it is sufficient even when extracting geothermal heat from the geothermal 100m to 300m underground. The effect can be expected.
なお、本実施の形態では、上述した非凝縮性のガスとして、蒸発管に大気圧の空気を封入したが、窒素や、アルゴン等の不活性ガスを用いても同様の効果が得られる。またガスの圧力についても、低すぎる場合にはガス封入の効果が低下するが、適切な圧力のガスを封入すれば、大気圧の空気を封入した場合と同様の循環効果が得られる。 In the present embodiment, the evaporation tube is filled with atmospheric pressure air as the non-condensable gas described above, but the same effect can be obtained by using an inert gas such as nitrogen or argon. Further, when the gas pressure is too low, the effect of filling the gas is reduced, but if the gas having an appropriate pressure is filled, the same circulation effect as when the atmospheric pressure air is filled can be obtained.
1 熱サイフォン
2 蒸発管
3 熱交換器
4 液戻し管
5 蓄熱機
6 ポンプ
7 ヒータ
21 主管
22 内管
23 断熱材
24 フランジ
31 筐体
32 蓋
33、51 チューブ
34 溝
41 注入口
42 調節弁
43 タンク
44 吐出口
WF 作動流体
1 Heat siphon 2
Claims (5)
前記主管の上端部に、主管の開口を覆うように連結された熱交換器と、
前記熱交換器によって凝縮され、液化した作動流体を、前記主管の下方に形成された孔を通して管内に戻す液戻し管と、
前記主管の中空部に、当該主管と間隔を隔てて設置され、かつ上端部が前記熱交換器内に開放され、下端部が前記主管の底部に溜まった作動流体に接しない位置に保持された内管と、を備えたことを特徴とする熱サイフォン。 A bottomed main pipe that is installed in a substantially vertical direction with the lower end inserted in the heat source, and in which a condensable working fluid and a non-condensable gas are sealed in the hollow part.
A heat exchanger connected to the upper end of the main pipe so as to cover the opening of the main pipe.
A liquid return pipe that returns the working fluid condensed and liquefied by the heat exchanger to the inside of the pipe through a hole formed below the main pipe.
It was installed in the hollow portion of the main pipe at a distance from the main pipe, the upper end was opened in the heat exchanger, and the lower end was held at a position not in contact with the working fluid accumulated in the bottom of the main pipe. A heat siphon characterized by having an inner tube.
当該ポンプによって前記チューブ内を循環する冷媒により、前記作動流体によって熱源から輸送された熱を前記蓄熱機に蓄える、請求項1に記載の熱サイフォン。 A heat storage device and a pump are connected to the heat exchanger via a tube.
The heat siphon according to claim 1, wherein the heat transferred from the heat source by the working fluid is stored in the heat storage device by the refrigerant circulating in the tube by the pump.
当該溝に溜まった作動流体は、前記筐体の底部に形成された注入口から前記液戻し管に注入される、請求項4に記載の熱サイフォン。 The upper end of the main pipe projects upward from the connecting portion of the heat exchanger with the housing, and a groove is formed between the main pipe and the housing.
The thermal siphon according to claim 4, wherein the working fluid accumulated in the groove is injected into the liquid return pipe from an injection port formed at the bottom of the housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019001074A JP6896255B2 (en) | 2019-01-08 | 2019-01-08 | Heat siphon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019001074A JP6896255B2 (en) | 2019-01-08 | 2019-01-08 | Heat siphon |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020112277A JP2020112277A (en) | 2020-07-27 |
JP6896255B2 true JP6896255B2 (en) | 2021-06-30 |
Family
ID=71666896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019001074A Active JP6896255B2 (en) | 2019-01-08 | 2019-01-08 | Heat siphon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6896255B2 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5139445A (en) * | 1974-09-30 | 1976-04-02 | Akihiro Saito | Juryokunisakarau hiitopaipu |
JPS59108066U (en) * | 1982-07-26 | 1984-07-20 | 三菱電機株式会社 | thermosiphon |
JPS63143488A (en) * | 1986-12-04 | 1988-06-15 | Showa Alum Corp | Heat pipe |
JPH06257417A (en) * | 1993-03-08 | 1994-09-13 | Fujikura Ltd | Heat pipe turbine |
JPH0835786A (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-06 | Tohoku Electric Power Co Inc | Rod-form loop type heat pipe |
JP5125889B2 (en) * | 2008-08-28 | 2013-01-23 | 三菱電機株式会社 | Variable conductance heat pipe |
TWI443294B (en) * | 2011-12-28 | 2014-07-01 | Ind Tech Res Inst | Heat take-out device |
-
2019
- 2019-01-08 JP JP2019001074A patent/JP6896255B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020112277A (en) | 2020-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2835609B1 (en) | Loop thermosiphon emergency cooling system | |
AU551169B2 (en) | Two-phase thermosyphon heater | |
JP5612096B2 (en) | Self-supporting pump for heated liquid, and heat-driven liquid closed-loop automatic circulation system using the same | |
US20170363365A1 (en) | Cooling device | |
US20070273024A1 (en) | Cooling System with a Bubble Pump | |
JP6122067B2 (en) | Method and apparatus for spontaneous heat transfer in the direction opposite to natural convection | |
US20120227935A1 (en) | Interconnected heat pipe assembly and method for manufacturing the same | |
US20050099775A1 (en) | Pumped liquid cooling for computer systems using liquid metal coolant | |
JPS6222060B2 (en) | ||
KR20040104460A (en) | Heat Pipe | |
RU2104456C1 (en) | Thermosiphon | |
US10222132B2 (en) | Heat transfer apparatus | |
JP6896255B2 (en) | Heat siphon | |
JP2009036406A (en) | Exhaust heat recovery device | |
CN102425968A (en) | Compact type loop heat pipe device | |
JP6992195B2 (en) | Independent auxiliary thermosiphon for inexpensively extending active cooling to other interior walls of the freezer. | |
US4444022A (en) | Water heating system | |
JP2005337336A (en) | Liquefied gas evaporating device | |
JP2751051B2 (en) | Heat transfer device | |
US4328683A (en) | Water heating system | |
US11650015B2 (en) | Method and apparatus for thermosiphon device | |
JPS62123291A (en) | Large-caliber and long vertical thermo siphon | |
JPS5869362A (en) | Solar heat collector | |
CN211853519U (en) | Novel air bath type gasifier | |
JP2000121257A (en) | Heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200630 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20200701 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210427 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210511 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210601 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6896255 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |