JPS5912288A - 熱移動装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は作動流体を加熱して蒸発させる再生部梵 と作動流体を冷却して液化さ蔦る凝縮部とを循環する作
動流体の密閉循環系を形成し、再生部で作動流体に与え
られた熱エネルギーを凝縮部から密閉循環系外へ送り出
すようにした熱移動装置に関するもので、例えば暖房装
置として利用できるものである。

（ロ）背景技術 此種の熱移動装置には、例えばヒートパイプやサーモサ
イフオンがその代表的なものとして知られており、又そ
の作動流体においても水、エタノール、フロン等の種々
の物質が従来知られている。

しかし乍ら、水、エタノール、フロン、水銀、ナトリウ
ム、セシウム、ペンタン、ヘプタン等を作動流体とした
従来の熱移動装置においては、その作動流体の種類によ
り、高温条件下の熱安定性の悪いもの、装置の構造材（
主として鉄、銅、アルミニウム等の金属材）に対する腐
食性の高いもの、人体に対する毒性や爆発の危険性を有
するもの、凍結点が高（寒冷気候での使用が不適なもの
、或いは高価なものとなる等の様々の欠点がある。

また、此種熱移動装置の再生部への熱供給方式には電気
ヒーターによるもの、スチームによるもの、石油バーナ
ーおよびガスバーナーなどによるものがあるが、その中
で効率が良（装置を単純でコンパクトにし得る直火方式
が一般に採用され、この直火方式においては、特に作動
流体の高温条件下での熱安定性、装置の構造材に対する
腐食性および安全性が問題となる。

（ハ）発明の目的 本発明は上述した従来技術の問題点を解消すべくなされ
たものであり、此種熱移動装置の作動流体として、高温
領域においても熱安定性が良（、装置の構造材（鉄、銅
等の金属）に対する腐蝕力が少ない等の物性を有する新
規なものを使用し、直火方式のような高温条件下でも安
定かつ安全に負荷への熱供給を行なうことのできる熱移
動装置を提供するものである。

に）発明の特徴 本発明の特徴とするところは此種熱移動装置の作動流体
としてｎ−バーフルオロヘキザン（以下ｎ　−Ｐ　Ｆ　
Ｈと略称する。）を採用したことにある。

（ホ）発明の開示 第１図は本発明が適用される熱移動装置の概略系統図、
第２図、第３図及び第４図は夫々ｎ　−ＰＦＨの温度に
対する蒸気圧、蒸発潜熱及び液密度の特性図を示す。

熱移動装置の作動流体として使用するｎ−ＰＦ■（の物
性については表１に示される。

〈表１〉 ｎ−ＰＦＨは不燃性の物質に属するものであり直火方式
による熱移動装置の作動流体が系外に万−漏れても火炎
となる危険性の少ブよい作動液である。また、ｎ　−Ｐ
　Ｆ　Ｈは、その凝固点が一８６°Ｇで寒冷気候地にお
いても作動流体の凍結の心配がない。その上、常温で液
体であるから熱移動装置の作動流体循環系への充填も容
易である。

次にｎ　−Ｐ　Ｆ　Ｈの銅、鉄、油共存状態における作
動流体としての長時間運転可能な最高使用温度をフロン
−２２等の弗化炭化水素系作動流体との比較実験で得た
データを表２に示す。

〈表２〉 弗化炭化水素系作動流体は他の有機化合物に比較し、安
定性に優れているので、サーモサイフオンやヒートバイ
ブの作動流体として用いられている。しかしながら、銅
、鉄、油などの共存する条件下で長時間運転可能な最高
温度は表２から明らかなように弗化炭化水素系作動流体
ではフロン＝２２が最高で、１５０℃未満であるのに対
し、本発明で使用するｎ　−Ｐ　Ｆ　Ｈは２５０℃と良
好であり、かつ、ｎ　−Ｐ　Ｆ　Ｈの純度変化も認めら
れなかった。また、ｎ−ＰＦＨと共存させた金属の腐触
量も少なく（銅で約０．０Ｏ１ｉｉ／年、積４００°Ｇ
）、弗化水素の発生も実験の結果、生じなかった。

以上のようなｎ−ＰＦＨの物性並びに実験による測定デ
ータから此種熱移動装置としてローＰＦＨが好適な作動
流体であることに着目し、第１図に示す熱移動装置（サ
ーモサイフオン）により実験したところ、作動流体は直
火式で安定した密閉循環サイクルを形成し、従来のもの
より高い（数％）熱移動の向上を達成し得た。

次にｎ−ＰＦＨを作動流体とした熱移動装置のシステム
を第１図について説明すると、（１）は再生部、（２）
は凝縮部、及び（３）は貯液部で、これらは配管（４）
、（５）及び（６）で接続されて作動流体の密閉循環系
（７）を形成し、作動流体としてｎ−ＰＦＨが使用され
ている。

而して、再生部（１）で加熱された作動流体は蒸発し、
矢印イのように配管（４）内を通って凝縮部（２）に至
る。凝縮部（２）に至った作動流体はここで熱エネルギ
−（蒸発潜熱及び顕熱エネルギー）を系（７）外の負荷
側に与え、自らは凝縮液化して矢印口のように配管（５
）内を流下し、貯液部（３）及び配管（６）を経由して
再び再生部（１）に戻り、作動流体は系（７）を循環す
る。

このようにして、作動流体の熱エネルギーが凝縮部（２
）から負荷側へ連続的に供給される。

以上のように、本発明は、再生部と凝縮部とを循環する
作動流体の密閉循環系を形成し、再生部で作動流体に与
えられた熱エネルギーを凝縮部から系外へ送り出すよう
にした熱移動装置において、作動流体にｎ　−Ｐ　Ｆ　
Ｈを用いたものであるから、再生部への熱源供給方式を
直火式にしても作動流体の安定性を長期に亘って保つこ
とができ、かつ装置の構造材の腐蝕も少なく安全であり
、装置全体をコンパクトにすることができ、熱効率が高
く、熱移動特性が優れているとともに、装置の寿命を長
くすることができる。又、ｎ　−Ｐ　Ｆ　Ｌ（は引火し
たり、燃焼しないので、万一、液漏れが生じても火災を
起こす危険性が少なく、凝固点が−８６，０°Ｃと低く
、極寒地での使用も可能であり、家庭用の暖房装置フヨ
とに適用して、実用上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

図は何れも本発明の一実施例に関するものであり、第１
図は熱移動装置の概略系統図、第２図、第３図及び第４
図は夫々、本発明で使用するｎ−ＰＦＨの温度に対する
蒸気圧、蒸発潜熱及び液密度の特性図である。 （１）・・・再生部、（２）・・・凝縮部、（７）・・
・密閉循環系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動流体を加熱して蒸発させる再生部と作動流体
   を冷却して液化させる凝縮部とを循環する作動流体の密
   閉循環系を形成し、再生部で作動流体に与えられた熱エ
   ネルギーを凝縮部から密閉循環系外へ送り出すようにし
   た熱移動装置において、作動流体がｎ−パーフルオロヘ
   キサンで成ることを特徴とする熱移動装置。