JPH0737727U - ヒートサイフォン式熱回収装置 - Google Patents
ヒートサイフォン式熱回収装置Info
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- JPH0737727U JPH0737727U JP6940093U JP6940093U JPH0737727U JP H0737727 U JPH0737727 U JP H0737727U JP 6940093 U JP6940093 U JP 6940093U JP 6940093 U JP6940093 U JP 6940093U JP H0737727 U JPH0737727 U JP H0737727U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 「ヒートサイフォン式熱回収装置」におい
て、受熱量の減量制御を細かく行い、しかも、受熱器を
構成する素材に作用する熱衝撃を緩和して受熱器の耐久
性を高めること。 【構成】 凝縮液戻し流路14は、遮断弁17が設けら
れた第1管路21と、この第1管路21を流れる流量よ
りも少ない流量の凝縮水を受熱器11に戻す第2管路2
2とから構成され、第2管路22には、通路断面を絞る
オリフィス23が設けられている。
て、受熱量の減量制御を細かく行い、しかも、受熱器を
構成する素材に作用する熱衝撃を緩和して受熱器の耐久
性を高めること。 【構成】 凝縮液戻し流路14は、遮断弁17が設けら
れた第1管路21と、この第1管路21を流れる流量よ
りも少ない流量の凝縮水を受熱器11に戻す第2管路2
2とから構成され、第2管路22には、通路断面を絞る
オリフィス23が設けられている。
Description
【0001】
本考案は、エンジンの排気ガスが有する熱を回収して車室内を暖房する自動車 用暖房装置に組み込んで好適なヒートサイフォン式熱回収装置の改良に関する。
【0002】
エンジンの排気ガスが有する熱を利用して車室内を暖房する自動車用暖房装置 にあっては、従来より、ヒートサイフォン式の熱回収装置が組み込まれている。 この種の熱回収装置10は、図5に示すように、高温の排気ガスWGとの熱交換 により封入された熱媒体としての水を加熱する受熱器11(蒸発器)と、この受 熱器11で蒸発した水蒸気との熱交換により冷却水Cを加熱する放熱器12(凝 縮器)とを有している。受熱器11と放熱器12とは、受熱器11で蒸発された 水蒸気を放熱器12に導く蒸気供給流路13と、放熱器12で凝縮された凝縮水 を受熱器11に戻す凝縮液戻し流路14とにより連結され、閉サイクルが構成さ れている。
【0003】 受熱器11は、エンジンのエキゾーストパイプ15内に配置されている。一方 、放熱器12で加熱され温水となった冷却水Cは、自動車用暖房装置内に設置さ れたヒータコア16に導かれ、このヒータコア16において車室内に吹き出され る空気との間で熱交換を行い、当該空気を加温する。そして、温風となった空気 を車室内に吹き出すことにより、車室内の暖房が行われるようになっている。こ のように、ヒートサイフォン式熱回収装置10は、廃棄流体WG(排気ガス)が 有する熱を、封入熱媒体(水)を介して低温流体C(冷却水)を加熱することに より回収するようになっている。
【0004】 このように構成されたヒートサイフォン式熱回収装置10における受熱量の制 御は、凝縮液戻し流路14に設けた遮断弁17を開閉し、受熱器11に戻す凝縮 水流量を制御することによりなされる。つまり、受熱量を多くする場合には、遮 断弁17をオフして凝縮液戻し流路14を開き、熱媒体である水を多量に循環さ せる。一方、受熱量を減じる場合には、遮断弁17をオンして凝縮液戻し流路1 4を閉じ、熱媒体である水の循環を停止させる。遮断弁17をオンした場合には 、熱回収装置10内に封入された熱媒体は、受熱器11で蒸発され放熱器12で 凝縮されることにより、凝縮水として全て放熱器12内に回収されるようになっ ている。
【0005】
しかしながら、上記のように遮断弁17をオン、オフ制御して受熱量を調整す る熱回収装置10にあっては、受熱量の大まかな制御はできても、細かな制御を 行うことができない。このため、熱回収装置10が組み込まれる自動車用暖房装 置においては、吹き出し空気温度を微調整することができず、乗員が違和感を感 じてしまうという問題を招来する。
【0006】 さらに、遮断弁17を長時間オンして凝縮液戻し流路14を閉じていた場合に は、受熱器11が排気ガスWGと同温度の約300〜700℃程度にまで加熱さ れることになるが、その後に遮断弁17をオフして凝縮液戻し流路14を開くと 、低温の凝縮水が一気に受熱器11に流れ込むため、受熱器11の温度変化が急 激なものとなる。このような急激な温度変化により、受熱器11を構成する素材 は、大きな熱衝撃を受け、繰返し応力により耐久性が損なわれるという欠点があ った。
【0007】 本考案は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、受 熱量の減量制御を細かく行うことができ、しかも、受熱部を構成する素材に作用 する熱衝撃を緩和して受熱部の耐久性を高め得るヒートサイフォン式熱回収装置 を提供することを目的とする。
【0008】
上記目的を達成するための本考案は、高温の廃棄流体との熱交換により封入さ れた熱媒体を加熱する受熱部と、この受熱部から導かれた封入熱媒体との熱交換 により低温流体を加熱する放熱部とを、受熱部で蒸発された熱媒体を放熱部に導 く蒸気供給流路と、放熱部で凝縮された熱媒体を受熱部に戻す凝縮液戻し流路と により連結して閉サイクルを構成し、廃棄流体が有する熱を封入熱媒体を介して 低温流体を加熱することにより回収してなるヒートサイフォン式熱回収装置にお いて、前記凝縮液戻し流路を、遮断弁が設けられた第1の管路と、この第1管路 を流れる流量よりも少ない流量の凝縮液を受熱部に戻す第2の管路とから構成し たことを特徴とするヒートサイフォン式熱回収装置である。
【0009】 また、前記第2管路には、通路断面を絞るオリフィスを設けると良い。
【0010】 また、前記第2管路は、その流入口が放熱部内の凝縮液貯溜空間の底面よりも 上方に突出するように、設けるのが良い。
【0011】
熱回収装置における受熱量の減量制御を行う場合には、遮断弁を作動させて第 1管路が閉じられ、熱媒体が放熱部から第1管路を通って受熱部へ戻ることを停 止する。第1管路が閉じられた後も、放熱部で凝縮した凝縮水の一部は、流量が 減じられているが第2管路を通って受熱部へ戻っている。 このように遮断弁による第1管路の開閉動作を行うだけでなく、少量の凝縮液 を受熱部に戻すようにしたため、受熱量の細かな制御を行うことができる。 さらに、第1管路が閉じられても、凝縮液の一部は第2管路を通って受熱部へ 戻っているため、第1管路を閉じた後における受熱部の温度変化は緩やかなもの となり、受熱部を構成する素材が大きな熱衝撃を受けることがなくなる。
【0012】
以下、本考案に係るヒートサイフォン式熱回収装置を図面を参照しつつ説明す る。 図1は、本考案の一実施例に係るヒートサイフォン式熱回収装置を示す構成図 である。
【0013】 このヒートサイフォン式熱回収装置20は、前述した従来の回収装置10と同 様に、高温の排気ガスWG(廃棄流体)との熱交換により封入された熱媒体とし ての水を加熱する受熱器11(蒸発器)と、この受熱器11で蒸発した水蒸気と の熱交換により低温流体としての冷却水Cを加熱する放熱器12(凝縮器)とを 有し、受熱器11と放熱器12とを、蒸気供給流路13と凝縮液戻し流路14と により連結して、閉サイクルが構成されている。受熱器11は、エンジンのエキ ゾーストパイプ15内に配置され、放熱器12で加熱され温水となった冷却水C は、自動車用暖房装置内に設置されたヒータコア16に導かれるようになってい る。
【0014】 前記凝縮液戻し流路14は、遮断弁17が設けられた第1の管路21と、この 第1管路21を流れる流量よりも少ない流量の凝縮水を受熱器11に戻す第2の 管路22とから構成されている。
【0015】 特に、本実施例にあっては、第2管路22には、通路断面を絞るオリフィス2 3が設けられている。このオリフィス23により、受熱器11へ戻る熱媒体流量 が減じられる。
【0016】 第2管路22に設けた弁24は、受熱器11内で封入熱媒体が凍結することを 防止するために第2管路22を完全に閉じるためのものであり、通常運転時は常 に開かれている。
【0017】 このように構成したヒートサイフォン式熱回収装置20にあっては、受熱量の 減量制御を行う場合には、遮断弁17がオンされ第1管路21が閉じられ、熱媒 体が放熱器12から第1管路21を通って受熱器11へ戻ることが停止される。 第1管路21が閉じられた後も、放熱器12で凝縮した凝縮水の一部は、オリフ ィス23で流量を減じられながら、第2管路22を通って受熱器11へ戻ってい る。
【0018】 このように遮断弁17による第1管路21の開閉動作を行うだけでなく、少量 の凝縮水を受熱器11に戻すようにしたため、受熱量の細かな制御を行うことが でき、熱回収装置20が組み込まれる自動車用暖房装置において、吹き出し空気 温度を微調整することができ、乗員の違和感をなくすことができる。
【0019】 さらに、凝縮水の一部は第2管路22を通って受熱器11へ常時戻っているた め、第1管路21を閉じた後における受熱器11の温度変化は緩やかになる。こ れにより、受熱器11を構成する素材が大きな熱衝撃を受けることがなくなり、 受熱器11の耐久性が著しく向上する。
【0020】 図2は、本考案の他の実施例に係るヒートサイフォン式熱回収装置を示す構成 図である。
【0021】 この実施例の熱回収装置20aにあっても、前述した実施例と同様に、凝縮液 戻し流路14は、遮断弁17が設けられた第1の管路21と、この第1管路21 を流れる流量よりも少ない流量の凝縮水を受熱器11に戻す第2の管路22とか ら構成されている。
【0022】 特に、この実施例にあっては、第2管路22は、その流入口25が放熱器12 内の凝縮液貯溜空間26の底面27よりも上方に所定寸法Lだけ突出した位置と なるように、設けられている。また、第2管路22に凍結防止用の弁24を設け る点は、前述した実施例と同様である。
【0023】 このように構成したヒートサイフォン式熱回収装置20aにあっては、受熱量 の減量制御を行う場合には、遮断弁17がオンされ第1管路21が閉じられ、熱 媒体が放熱器12から第1管路21を通って受熱器11へ戻ることが停止される 。第1管路21が閉じられた後は、放熱器12で凝縮した凝縮水は直ぐには受熱 器11に戻らず、凝縮水となって放熱器12内に貯溜されていく。そして、凝縮 水が凝縮液貯溜空間26の底面27より所定寸法Lだけ溜まると、凝縮水は、流 入口25から第2管路22に取り込まれ、この第2管路22を通って受熱器11 へ戻っている。
【0024】 凝縮水の一部を放熱器12内に貯溜することによって受熱作用をする熱媒体の 循環量を減らすことができ、これと同時に、貯溜された凝縮水により放熱器12 の伝熱面積を減少させることによって、受熱量の減量制御が行われる。
【0025】 このため、受熱量の細かな制御を行うことができ、熱回収装置20aが組み込 まれる自動車用暖房装置において、吹き出し空気温度を微調整することができ、 乗員の違和感をなくすことができる。
【0026】 さらに、凝縮水の一部は第2管路22を通って受熱器11へ戻っているため、 第1管路21を閉じた後における受熱器11の温度変化は緩やかになる。これに より、受熱器11を構成する素材が大きな熱衝撃を受けることがなくなり、受熱 器11の耐久性が著しく向上する。
【0027】 図3は、凝縮液戻し流路を流れる熱媒体流量と回収熱量との関係を示すグラフ である。凝縮液戻し流路14を流れた熱媒体(水)は、受熱器11で熱回収して 水蒸気に変わり、放熱器12で再度凝縮するときに放熱するので、熱媒体の戻り 流量と回収熱量との関係を、計算により求めたものである。なお、計算条件は、 水蒸気温度120℃、凝縮水温度90℃である。
【0028】 上記第1実施例のように、第2管路22にオリフィス23を設けることは、実 質的に、凝縮液戻し流路14を流れる熱媒体流量を減じることに等しいため、オ リフィス23の開孔面積を小さくすればするほど、第2管路22を流れる熱媒体 量が減少し、廃熱回収量を少なくすることができる。
【0029】 図4は、熱媒体の封入量と回収熱量との関係を示すグラフであり、熱回収装置 内に封入した熱媒体(水)の量を変化させて熱回収量を測定した結果を示してい る。この図3より明らかなように、熱媒体の封入量を増減することにより、放熱 器12と受熱器11との間で循環する熱媒体量が増減し、廃熱回収量の増減制御 が可能であることが分かる。
【0030】 上記第2実施例のように、第2管路22の流入口25の高さを高くすることは 、実質的に、熱回収装置20a内の熱媒体の封入量を減じることに等しいため、 第2管路22の流入口25の高さを高くすればするほど、受熱器11に戻る熱媒 体量が減少し、廃熱回収量を少なくすることができる。
【0031】
以上説明したように、本考案のヒートサイフォン式熱回収装置によれば、受熱 量の減量制御を細かく行うことができ、しかも、受熱部を構成する素材に作用す る熱衝撃を緩和して受熱部の耐久性を高めることが可能になるという実用上多大 な効果を奏する。
【図1】 本考案の一実施例に係るヒートサイフォン式
熱回収装置を示す構成図である。
熱回収装置を示す構成図である。
【図2】 本考案の他の実施例に係るヒートサイフォン
式熱回収装置を示す構成図である。
式熱回収装置を示す構成図である。
【図3】 凝縮液戻し流路を流れる熱媒体流量と回収熱
量との関係を示すグラフである。
量との関係を示すグラフである。
【図4】 熱媒体の封入量と回収熱量との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図5】 従来の一般的なヒートサイフォン式熱回収装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
10、20、20a…ヒートサイフォン式熱回収装置、
11…受熱器(受熱部)、 12…放熱器
(放熱部)、13…蒸気供給流路、 1
4…凝縮液戻し流路、15…エキゾーストパイプ、
16…ヒータコア、17…遮断弁、
21…第1管路、22…第2管路、
23…オリフィス、24…凍結防止用の
弁、 25…流入口、26…凝縮液貯溜空
間、 27…底面、C…冷却水(低温流
体)、 WG…排気ガス(廃棄流体)。
11…受熱器(受熱部)、 12…放熱器
(放熱部)、13…蒸気供給流路、 1
4…凝縮液戻し流路、15…エキゾーストパイプ、
16…ヒータコア、17…遮断弁、
21…第1管路、22…第2管路、
23…オリフィス、24…凍結防止用の
弁、 25…流入口、26…凝縮液貯溜空
間、 27…底面、C…冷却水(低温流
体)、 WG…排気ガス(廃棄流体)。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年2月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
Claims (3)
- 【請求項1】 高温の廃棄流体(WG)との熱交換により封
入された熱媒体を加熱する受熱部(11)と、この受熱部(1
1)から導かれた封入熱媒体との熱交換により低温流体
(C) を加熱する放熱部(12)とを、受熱部(11)で蒸発され
た熱媒体を放熱部(12)に導く蒸気供給流路(13)と、放熱
部(12)で凝縮された熱媒体を受熱部(11)に戻す凝縮液戻
し流路(14)とにより連結して閉サイクルを構成し、廃棄
流体(WG)が有する熱を封入熱媒体を介して低温流体(C)
を加熱することにより回収してなるヒートサイフォン式
熱回収装置において、 前記凝縮液戻し流路(14)を、遮断弁(17)が設けられた第
1の管路(21)と、この第1管路(21)を流れる流量よりも
少ない流量の凝縮液を受熱部(11)に戻す第2の管路(22)
とから構成したことを特徴とするヒートサイフォン式熱
回収装置。 - 【請求項2】 前記第2管路(22)は、通路断面を絞るオ
リフィス(23)が設けられてなる請求項1記載のヒートサ
イフォン式熱回収装置。 - 【請求項3】 前記第2管路(22)は、その流入口(25)が
放熱部(12)内の凝縮液貯溜空間(26)の底面(27)よりも上
方に突出するように、設けられてなる請求項1記載のヒ
ートサイフォン式熱回収装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6940093U JPH0737727U (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ヒートサイフォン式熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6940093U JPH0737727U (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ヒートサイフォン式熱回収装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0737727U true JPH0737727U (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=13401521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6940093U Pending JPH0737727U (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | ヒートサイフォン式熱回収装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0737727U (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009216278A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Koono:Kk | 熱交換器 |
JP2013137188A (ja) * | 2013-02-05 | 2013-07-11 | Koono:Kk | 熱交換器 |
US10414244B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-09-17 | Denso Corporation | Refrigeration system, and in-vehicle refrigeration system |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP6940093U patent/JPH0737727U/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009216278A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Koono:Kk | 熱交換器 |
JP2013137188A (ja) * | 2013-02-05 | 2013-07-11 | Koono:Kk | 熱交換器 |
US10414244B2 (en) | 2015-07-08 | 2019-09-17 | Denso Corporation | Refrigeration system, and in-vehicle refrigeration system |
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