JPH04185A - Heat transfer system - Google Patents
Heat transfer systemInfo
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- JPH04185A JPH04185A JP9976190A JP9976190A JPH04185A JP H04185 A JPH04185 A JP H04185A JP 9976190 A JP9976190 A JP 9976190A JP 9976190 A JP9976190 A JP 9976190A JP H04185 A JPH04185 A JP H04185A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は冷却、廃熱、暖房、太陽熱集熱システムなど
の、加熱器と、冷却器と、これら両者間を接続する管路
と熱移動用の液体によって構成される熱移動システムに
関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to heaters, coolers, pipes connecting these two, and heat transfer in cooling, waste heat, heating, solar heat collection systems, etc. The present invention relates to a heat transfer system constituted by a liquid for use in a heat transfer system.
従来の熱移動システムでは、加熱器と冷却器を配管で接
続し、循環ポンプで熱移動用の液体を循環するという熱
移動システム。液体の沸騰、凝縮を利用したヒートパイ
プによる熱移動システム。Conventional heat transfer systems connect heaters and coolers with piping, and use circulation pumps to circulate the heat transfer liquid. A heat transfer system using heat pipes that utilizes boiling and condensation of liquid.
水蒸気を利用した蒸気エネルギーによる熱移動システム
がある。There is a heat transfer system using steam energy that uses water vapor.
参考文献として［新版蒸気の上手なつがいかた」財団法
人 省エネルギーセンターがある。As a reference, there is a new edition of ``How to effectively use steam'' published by the Energy Conservation Center Foundation.
しかし、この従来の熱移動システムでは、熱移動用の液
体を大量に循環させないと熱移動が出来ないので、大型
のポンプと多量の電力を必要としていた。また、ヒート
パイプの場合は加熱部分を冷却部分よりも必ず下にして
、凝縮した液体が加熱部分に重・力または毛細管現象を
利用したウィックで戻ってくるようにしなければならな
かった。However, in this conventional heat transfer system, heat cannot be transferred unless a large amount of heat transfer liquid is circulated, which requires a large pump and a large amount of electricity. In addition, in the case of heat pipes, the heating part must be placed below the cooling part so that the condensed liquid returns to the heating part by a wick that uses gravity, force, or capillary action.
水蒸気を利用した場合は今回の発明と類似しているが、
水を使っているので冬期間、配管、ボイラー、放熱器が
凍結破損する危険があり、運転停止時は、放熱器、配管
に空気を入れる構造となっており、液化した水はなるべ
く熱移動システムの外に排出する構造となっていた。こ
のように従来の方法では各種の問題点があった。When water vapor is used, it is similar to this invention, but
Since water is used, there is a risk of pipes, boilers, and radiators freezing and damaging during the winter.When operations are stopped, air is pumped into the radiators and pipes, and liquefied water is preferably used in heat transfer systems. The structure was such that the water was discharged outside. As described above, the conventional methods have various problems.
この発明は、上記の問題点を解決するために発明したも
のであり、加熱器と、冷却器と、これら両者間を接続す
る管路と熱移動用の液体によって構成される熱移動シス
テムにおいて、加熱器内の液体を加熱し、沸騰させるこ
とにより蒸気を発生させ、加熱器内の蒸気圧と冷却器内
の蒸気圧との差圧により加熱器上部と冷却器上部との間
に接続した配管を通して冷却器に蒸気を送り込み、この
蒸気を冷却器外側の冷却媒体で冷却することにより冷却
器内部で液化させ、この蒸気の保有する熱エネルギーを
熱移動させるとともに、冷却器内部で凝縮し液化した液
体を冷却器下部に配置したドレン容器に蓄えておき、加
熱器内の温度がこの液体の沸点以下の温度になったとき
に、液体がドレン容器から加熱器に逆流するようにした
機能を有することを特徴とする熱移動システムにより問
題点を解決しようとするものである。This invention was invented in order to solve the above-mentioned problems, and is a heat transfer system composed of a heater, a cooler, a pipe line connecting these two, and a heat transfer liquid. Piping that generates steam by heating the liquid in the heater and boiling it, and connects the upper part of the heater and the upper part of the cooler using the differential pressure between the vapor pressure in the heater and the vapor pressure in the cooler. Steam is sent into the cooler through the cooling medium, and this steam is cooled with a cooling medium outside the cooler to liquefy it inside the cooler, and the thermal energy of this steam is transferred, and it condenses and liquefies inside the cooler. It has the function of storing liquid in a drain container located at the bottom of the cooler, and when the temperature inside the heater falls below the boiling point of this liquid, the liquid flows back from the drain container to the heater. The aim is to solve this problem with a heat transfer system characterized by the following.
さらに、上記の熱移動システムであって、蓄えられたド
レン容器内の液体をポンプによって加圧して加熱器内に
戻す機能を付加したことを特徴とする熱移動システムに
することにより、効率の良い熱移動システムができる。Furthermore, by making the above heat transfer system characterized by adding the function of pressurizing the liquid in the stored drain container with a pump and returning it to the heater, it is possible to improve efficiency. A heat transfer system is created.
つまり、加熱器で熱を吸収し蒸気となった液体は他の動
力に頼る事なく自己のエネルギーで移動し冷却器で放熱
し、液体にもどり、ドレン容器に落下し蓄えられる。こ
れにより熱は加熱器から冷却器を通して冷却媒体に移動
し、放熱後の液体は冷却器からドレン容器に落下する。In other words, the liquid that absorbs heat in the heater and becomes vapor moves with its own energy without relying on other power, radiates heat in the cooler, returns to liquid, falls into the drain container, and is stored. As a result, heat is transferred from the heater to the cooling medium through the cooler, and the liquid after heat dissipation falls from the cooler to the drain container.
しかし、このままでは加熱器内の液体が終了すると熱移
動が終了してしまうので、加熱器内が液体の沸点以下に
なったときにドレン配管から加熱器に液体が逆流する機
能にしておくことにより、液体が加熱器にもどり、再び
熱移動ができるようになる。この熱移動システムにする
ことにより、太陽熱集熱のように、昼間加熱され夜間は
休止するような周期的に加熱、休止が繰り返される熱移
動システムおいて、熱エネルギー以外の他の動力を必要
としない熱移動システムが完成する。さらに、上記の熱
移動システムであって、蓄えられたドレン容器内の熱移
動に要した液体をポンプによって加圧して液体を加熱器
内に戻す機能を付加することにより、僅かのポンプ電力
で熱エネルギーを連続して移動できる効率の良い熱移動
システムができる。However, as it is, the heat transfer will end when the liquid in the heater finishes, so by setting a function that allows the liquid to flow back from the drain pipe to the heater when the temperature inside the heater drops below the boiling point of the liquid. , the liquid returns to the heater and becomes available for heat transfer again. This heat transfer system eliminates the need for power other than thermal energy in heat transfer systems that periodically heat up and shut down, such as solar heat collection, which heats up during the day and shuts down at night. A heat transfer system that does not require heat transfer is completed. Furthermore, by adding a function to the above-mentioned heat transfer system by pressurizing the liquid required for heat transfer in the stored drain container using a pump and returning the liquid to the heater, heat can be generated with a small amount of pump power. Creates an efficient heat transfer system that can transfer energy continuously.
具体的に説明すると、第１図は本発明の熱移動システム
の構成で、加熱器ｌと、その上部から配管３を取り出し
冷却器４の上部入り口に接続し、冷却器４と、その下部
出口にドレイン配管６を接続し、ドレン容器７によって
構成され、それぞれを示している。Specifically, FIG. 1 shows the configuration of the heat transfer system of the present invention, in which a heater 1, a pipe 3 taken out from its upper part and connected to an upper inlet of a cooler 4, and a cooler 4 and its lower outlet A drain pipe 6 is connected to the drain pipe 6, and a drain container 7 is connected to the drain pipe 6, each of which is shown.
加熱器１の内部に水２を入れ、アルコールランプ５で加
熱し、沸騰させることにより水蒸気を発生させ、この水
蒸気圧により加熱器１の上部に接続した配管３を通して
冷却器４の上部に水蒸気を送り込む、冷却器４は冷却器
４の外側の冷却水１０に接触しているので、加熱器１よ
り送り込まれて来た水蒸気は冷却器４内部で放熱し液化
して水２になり、配管６を通してドレン容器７に落下す
る。この液化したときの冷却器４の内部の水蒸気圧より
も加熱器１内部の水蒸気圧のほうが大である限り、水蒸
気は自己の持つエネルギーにより冷却器４に送り込まれ
てくる。また、液化して水２になるときの凝縮潜熱は水
の気化熱と同量のＩｇの水で約５８０ｃａ ｌの熱が放
熱され、冷却器４の外側の冷却水］０に伝わるので、少
量の水２で多量の熱を移動することが出来るようになる
。また、この配管６の出口を常にドレン容器７内の水面
以下になるようにしておくことにより、始動時に加熱を
開始して発生した水蒸気が、配管３、＃咬、ｇｇ、配管
６の内部にあった空気を追い出しドレン容器７で分離す
るようになるので、自動的にエアー抜きができるように
なる。この機能により、加熱を止めると、加熱器ｌ内が
水２の沸点以下の温度になるので水蒸気は液化し、経路
内に気体が無くなくなるので真空になり、ドレン容器７
の水面に加わっている大気圧によりドレン容器７内の水
２は加熱器へ逆流するようになる。これにより、液体が
加熱器にもどり、再加熱すると再び熱移動ができるよう
になる。Water 2 is placed inside the heater 1, heated with an alcohol lamp 5, and brought to a boil to generate water vapor.The water vapor is then transferred to the top of the cooler 4 through the pipe 3 connected to the top of the heater 1 due to the steam pressure. Since the cooler 4 is in contact with the cooling water 10 outside of the cooler 4, the water vapor sent from the heater 1 radiates heat inside the cooler 4, liquefies it, and becomes water 2, and then flows into the pipe 6. It falls through the drain container 7. As long as the water vapor pressure inside the heater 1 is higher than the water vapor pressure inside the cooler 4 when it is liquefied, the water vapor will be sent into the cooler 4 by its own energy. In addition, when the latent heat of condensation is liquefied to water 2, approximately 580 cal of heat is radiated with the same amount of Ig water as the heat of vaporization of water, and is transferred to the cooling water outside the cooler 4, so a small amount Water 2 allows a large amount of heat to be transferred. In addition, by keeping the outlet of this piping 6 always below the water level in the drain container 7, the steam generated when heating is started at startup will be inside the piping 3, #g, gg, and piping 6. Since the existing air is expelled and separated in the drain container 7, air can be automatically vented. With this function, when heating is stopped, the temperature inside the heater 1 becomes below the boiling point of water 2, so the water vapor liquefies, and there is no gas in the path, creating a vacuum, and drain container 7
The atmospheric pressure applied to the water surface causes the water 2 in the drain container 7 to flow back to the heater. This allows the liquid to return to the heater and become available for heat transfer once again when reheated.
つまり、太陽熱集熱などのように、加熱、休止を周期的
に繰り返す熱移動システムであればこの熱移動システム
で熱エネルギーのみで熱移動が出来るようになる。In other words, in the case of a heat transfer system that periodically repeats heating and resting, such as solar heat collection, this heat transfer system can transfer heat using only thermal energy.
第２図のごとく前述の熱移動システムのドレン容器７の
下部からポンプ８を配管９でつなぎ、このポンプ８で水
２を加熱器１の内部圧力以上に加圧し、配管９で加熱器
１に戻すことにより熱移動に要した水２が補充されるの
で、連続して熱移動できる非常に効率の良い太陽熱集熱
システムが完成する。As shown in Fig. 2, a pump 8 is connected to the lower part of the drain container 7 of the heat transfer system using a pipe 9, and the pump 8 pressurizes the water 2 to a level higher than the internal pressure of the heater 1. By returning the water, the water 2 required for heat transfer is replenished, so a highly efficient solar heat collection system capable of continuous heat transfer is completed.
熱移動用の液体を熱移動の目的により選ぶことにより、
例えば、寒冷地で太陽熱集熱システムの給湯システムに
用いるような場合は、凍結温度か一３０°Ｃ，洲騰温度
が６０°Ｃ程度の液体にすることにより、凍結のしない
太陽熱集熱システムにすることができる。また、これら
の経路を密閉回路に腰 ドレン容器７内の水面に加わる
圧力を液体がドレン容器から加熱器１に戻れる圧力以上
とすることにより、液体の蒸発散のない熱移動システム
とすることができる。By selecting the heat transfer liquid according to the purpose of heat transfer,
For example, when used in a solar heat collection system hot water supply system in a cold region, by making it a liquid with a freezing temperature of -30°C and a rising temperature of about 60°C, it can be used in a solar heat collection system that does not freeze. can do. In addition, by making these paths into a closed circuit and making the pressure applied to the water surface in the drain container 7 higher than the pressure that allows the liquid to return from the drain container to the heater 1, it is possible to create a heat transfer system without evaporation of the liquid. can.
以上のように本発明によれば、少ない電力あるいは無動
力で熱移動が出来るようになり、加熱器と冷却器の位置
関係に制限される事なく、熱移動用の液体を損失無く利
用でき、凍結の心配のない低価格で効率の良い単純な熱
移動システムを提供できるようになる。As described above, according to the present invention, heat can be transferred with little or no power, and the liquid for heat transfer can be used without loss without being limited by the positional relationship between the heater and the cooler. It will be possible to provide a simple, low-cost, efficient heat transfer system that does not have to worry about freezing.
第１図は本発明の熱移動システムの構成図である。 加熱器 水 配管 冷却器 アルコールランプ 配管 ドレン容器 ポンプ 配管 冷却水 FIG. 1 is a block diagram of the heat transfer system of the present invention. Heater water Piping Cooler alcohol lamp Piping drain container pump Piping Cooling water
Claims (1)
と熱移動用の液体によって構成される熱移動システムに
おいて、加熱器内の液体を加熱し、沸騰させることによ
り蒸気を発生させ、加熱器内の蒸気圧と冷却器内の蒸気
圧との差圧により加熱器上部と冷却器上部との間に接続
した配管を通して冷却器に蒸気を送り込み、この蒸気を
冷却器外側の冷却媒体で冷却することにより冷却器内部
で液化させ、この蒸気の保有する熱エネルギーを熱移動
させるとともに、冷却器内部で凝縮し液化した液体を冷
却器下部に配置したドレン容器に蓄えておき、加熱器内
の温度がこの液体の沸点以下の温度になったときに、液
体がドレン容器から加熱器に逆流するようにした機能を
有することを特徴とする熱移動システム。 ２、特許請求の範囲第１項記載の熱移動システムであっ
て、蓄えられたドレン容器内の液体をポンプによって加
圧して加熱器内に戻す機能を付加したことを特徴とする
熱移動システム。[Claims] 1. In a heat transfer system consisting of a heater, a cooler, a pipe connecting the two, and a heat transfer liquid, the liquid in the heater is heated and brought to a boil. This generates steam, and the difference between the steam pressure in the heater and the steam pressure in the cooler causes the steam to be sent to the cooler through piping connected between the upper part of the heater and the upper part of the cooler. By cooling with the cooling medium outside the cooler, it is liquefied inside the cooler, and the thermal energy held by this vapor is transferred, and the condensed and liquefied liquid inside the cooler is transferred to a drain container located at the bottom of the cooler. A heat transfer system characterized by having a function of storing liquid and causing the liquid to flow back from the drain container to the heater when the temperature in the heater reaches a temperature below the boiling point of the liquid. 2. The heat transfer system according to claim 1, further comprising a function of pressurizing the liquid in the drain container using a pump and returning it to the heater.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9976190A JPH04185A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Heat transfer system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9976190A JPH04185A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Heat transfer system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04185A true JPH04185A (en) | 1992-01-06 |
Family
ID=14255963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9976190A Pending JPH04185A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Heat transfer system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04185A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443225B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-09-03 | Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Thermally controlled active heat switch system |
| US8442629B2 (en) | 2008-04-18 | 2013-05-14 | Kowa Co., Ltd. | Iontophoresis preparation for treating breast cancer and/or mastitis |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60245991A (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Tokyo Gas Co Ltd | Vapor type heat transfer |
| JPS6341789A (en) * | 1986-08-07 | 1988-02-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Separate type waste heat recovering system |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP9976190A patent/JPH04185A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60245991A (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Tokyo Gas Co Ltd | Vapor type heat transfer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6443225B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-09-03 | Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Thermally controlled active heat switch system |
| US8442629B2 (en) | 2008-04-18 | 2013-05-14 | Kowa Co., Ltd. | Iontophoresis preparation for treating breast cancer and/or mastitis |
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