JPS6329192A - 熱サイフオン型ヒ−トパイプ - Google Patents
熱サイフオン型ヒ−トパイプInfo
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- JPS6329192A JPS6329192A JP16975386A JP16975386A JPS6329192A JP S6329192 A JPS6329192 A JP S6329192A JP 16975386 A JP16975386 A JP 16975386A JP 16975386 A JP16975386 A JP 16975386A JP S6329192 A JPS6329192 A JP S6329192A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱サイフオン型ヒートパイプに係り、特に、熱
輸送の限界特性を向上させるのに好適な〔従来の技術〕 r従来の装置は特開昭51−60057号公報に記載の
ように、凝縮部の流路を液体流路と気体流路とに二分し
、凝縮部の下端で液体流路の流動抵抗を増大した構造と
なっていた。これは熱媒体の移動を一定方向に安定させ
ることを目的としたもので。
輸送の限界特性を向上させるのに好適な〔従来の技術〕 r従来の装置は特開昭51−60057号公報に記載の
ように、凝縮部の流路を液体流路と気体流路とに二分し
、凝縮部の下端で液体流路の流動抵抗を増大した構造と
なっていた。これは熱媒体の移動を一定方向に安定させ
ることを目的としたもので。
熱輸送量が増大したときに発生する吹き上げ気体による
液体の落下抑制(CCFL)により発生する熱輸送量の
限界については考慮されていなかった。
液体の落下抑制(CCFL)により発生する熱輸送量の
限界については考慮されていなかった。
また、吹き上げ気体による液体の落下抑制を緩和するこ
とを目的とした発明は特開昭53−34157号に記載
のように、凝縮部の下部に、ロート壁に連絡口をもつロ
ート状の液体流路を設けたものがあるが構造が複雑とな
っていた。
とを目的とした発明は特開昭53−34157号に記載
のように、凝縮部の下部に、ロート壁に連絡口をもつロ
ート状の液体流路を設けたものがあるが構造が複雑とな
っていた。
上記従来技術は、熱輸送量が増大したときに発生する吹
き上げ気体による液体の落下抑制(CCFL)について
考慮がされておらず、熱輸送量にCCFLによる限界が
存在するか、又は、CCFLを緩和するために構造が複
雑となる問題があった。
き上げ気体による液体の落下抑制(CCFL)について
考慮がされておらず、熱輸送量にCCFLによる限界が
存在するか、又は、CCFLを緩和するために構造が複
雑となる問題があった。
本発明の目的は吹き上げ気体による液体の落下抑制を緩
和して熱輸送の限界特性を向上させることにある。
和して熱輸送の限界特性を向上させることにある。
上記目的は、蒸発部と凝縮部との間の熱輸送部の流路を
液体流路と気体流路とに二分し、液体流路の下端に断面
積を流路内で最小とした絞りを設けることにより達成さ
れる。
液体流路と気体流路とに二分し、液体流路の下端に断面
積を流路内で最小とした絞りを設けることにより達成さ
れる。
本発明の作用をヒートパイプの起動時を例にとって説明
する。蒸発部で発生した気体は、当初気体流路と液体流
路の両方を吹き上げるが、液体流路では下部に断面積を
流路内で最小とした絞りが設けられているため、液体流
路の上端における気体流速は気体流路上端における流速
よりも小さくなり5気体流路上端では吹き上げる気体に
より、液体が落下できない場合でも、液体流路上端から
は液体が落下することができる。これによって、液体流
路内の流動抵抗が増大し、液体流路を吹き上げる気体流
速が低下し、液体流路上端からは。
する。蒸発部で発生した気体は、当初気体流路と液体流
路の両方を吹き上げるが、液体流路では下部に断面積を
流路内で最小とした絞りが設けられているため、液体流
路の上端における気体流速は気体流路上端における流速
よりも小さくなり5気体流路上端では吹き上げる気体に
より、液体が落下できない場合でも、液体流路上端から
は液体が落下することができる。これによって、液体流
路内の流動抵抗が増大し、液体流路を吹き上げる気体流
速が低下し、液体流路上端からは。
さらに、液体が落下できるようになる。このようなメカ
ニズムにより、気体流路と液体流路とを吹き上げる気体
流速の差が拡大し、最終的には気体流路では気体のみが
吹き上げ、液体流路では液体のみが落下する状態で安定
となる。ヒートパイプの通常運転時の動作を従来の装!
!!(特開昭51−60057号公報)と比較すると、
従来の装置では液体を管壁の外周を伝わらせて落下させ
るようになっているため、気液界面の面積が大きくなっ
ており、吹き上げる気体によって液体の落下が抑制され
やすいが、本発明では液体を液体流路下端に設けた絞り
から、集中的に落下させるために、気液界面の面積が小
さくなり、吹き上げ気体による液体の落下抑制が緩和さ
れている。このように、本発明ではヒートパイプ内部の
流路を二分し一方の流路の下部に断面積を流路内で最小
とした絞りを設ける簡単な構造により、吹き上げ気体に
よる液体の落下抑制を緩和することができる。
ニズムにより、気体流路と液体流路とを吹き上げる気体
流速の差が拡大し、最終的には気体流路では気体のみが
吹き上げ、液体流路では液体のみが落下する状態で安定
となる。ヒートパイプの通常運転時の動作を従来の装!
!!(特開昭51−60057号公報)と比較すると、
従来の装置では液体を管壁の外周を伝わらせて落下させ
るようになっているため、気液界面の面積が大きくなっ
ており、吹き上げる気体によって液体の落下が抑制され
やすいが、本発明では液体を液体流路下端に設けた絞り
から、集中的に落下させるために、気液界面の面積が小
さくなり、吹き上げ気体による液体の落下抑制が緩和さ
れている。このように、本発明ではヒートパイプ内部の
流路を二分し一方の流路の下部に断面積を流路内で最小
とした絞りを設ける簡単な構造により、吹き上げ気体に
よる液体の落下抑制を緩和することができる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。本実
施例では、高熱源からの加熱により作動流体が蒸発する
蒸発部3と被加熱体と接することにより作動流体が凝縮
する凝縮部1との間の熱輸送部2を液体流路1oと気体
流路11とに二分し、液体流路10の下部には断面積を
流路内で最小とした絞り12が設けられている。本実施
例の動作を、ヒートパイプを起動させるときを例にとっ
て、第2図及び第3図を用いて説明する。第3図は吹き
上げ気体により落下できる液体の流速が制限される。い
わゆる、CCFL特性を示したもので、ある気体流速以
上では液体が落下できないことを示している。第2図の
(a)に示すように、蒸発部3に外部から熱を加えて作
動流体を蒸発、又は、沸騰させると、発生した気体は気
体流路11と液体流路10の両方を吹き上げるが、液体
流路1oでは下部に絞り12が設けられているため、液
体流路1oの上端における気体流速vzは気体流路11
の上端における流速v1よりも小さくなり、第3図に示
すように、気体流路11の上端からは凝縮部1で凝縮に
より発生した液体が落下できない場合でも、液体流路1
0の上端からは液体が落下することができる。第2図の
(b)に示すように液体流路10に液体が保持されてく
ると液体流路10内の流動抵抗が増大し、液体流路を吹
き上げる気体流速が低下し、液体流路10の上端からは
さらに液体が落下できるようになる。このようなメカニ
ズムにより、気体流路11と液体流路10とを吹き上げ
る気体流速の差が拡大し、最終的には第2図(c)に示
すように気体流路11では気体のみが吹き上げ、液体流
路1oでは液体のみが落下する状態で安定となる0本実
施例で使用する作動流体は凝縮性ガス熱媒であればよく
、例えば、水、フレオン、アンモニア等が挙げられる。
施例では、高熱源からの加熱により作動流体が蒸発する
蒸発部3と被加熱体と接することにより作動流体が凝縮
する凝縮部1との間の熱輸送部2を液体流路1oと気体
流路11とに二分し、液体流路10の下部には断面積を
流路内で最小とした絞り12が設けられている。本実施
例の動作を、ヒートパイプを起動させるときを例にとっ
て、第2図及び第3図を用いて説明する。第3図は吹き
上げ気体により落下できる液体の流速が制限される。い
わゆる、CCFL特性を示したもので、ある気体流速以
上では液体が落下できないことを示している。第2図の
(a)に示すように、蒸発部3に外部から熱を加えて作
動流体を蒸発、又は、沸騰させると、発生した気体は気
体流路11と液体流路10の両方を吹き上げるが、液体
流路1oでは下部に絞り12が設けられているため、液
体流路1oの上端における気体流速vzは気体流路11
の上端における流速v1よりも小さくなり、第3図に示
すように、気体流路11の上端からは凝縮部1で凝縮に
より発生した液体が落下できない場合でも、液体流路1
0の上端からは液体が落下することができる。第2図の
(b)に示すように液体流路10に液体が保持されてく
ると液体流路10内の流動抵抗が増大し、液体流路を吹
き上げる気体流速が低下し、液体流路10の上端からは
さらに液体が落下できるようになる。このようなメカニ
ズムにより、気体流路11と液体流路10とを吹き上げ
る気体流速の差が拡大し、最終的には第2図(c)に示
すように気体流路11では気体のみが吹き上げ、液体流
路1oでは液体のみが落下する状態で安定となる0本実
施例で使用する作動流体は凝縮性ガス熱媒であればよく
、例えば、水、フレオン、アンモニア等が挙げられる。
また、凝縮部1.熱輸送部2.及び、蒸発部3の材料と
しては熱伝導性のよい金属、例えば、ステンレスを用い
ればよい0本実施例に基づく設計の一例として、作動流
体に大気圧の水を用い、熱輸送部2の直径を0.1
m、長さを3mとして、気体流路11と液体流路10の
断面積比を9対1にした場合には、液体流路10を落下
できる水の最大流量は気体流路11側と液体流′Jl!
110側との圧力バランスから決定され、最大で0゜9
7kg/s、熱輸送量としては2.2 MWとなる。一
方、従来の装置では液体を管壁の外周を伝わらせて落下
させるようになっているため気液界面の面積が大きくな
っており、吹き上げる気体によって水の落下が抑制され
やすく1本実施例と同一の形状で同一の作動流体を使用
した場合には落下できる水の最大流量は吹き上げ気体に
よる水の落下抑制の特性によって決定され、最大で0.
16kg/s=熱輸送量としては0.36 MWであ
り1本実施例と比べて約−となる、なお1本実施例の絞
り12はオリフイス、又は、ノズルを用いればよく、そ
の流路断面積は液体流路10の断面積の90%よりも小
さくすることが望ましい。また、絞り12としてオリフ
ィスを用いた場合には、順流に対する流動抵抗を低下し
、逆流に対する流動抵抗を増大させるように第4図に示
すように逆流に対して末広がりのテーパ形状(a)、又
は、ベルマウス形状(b)とすることが望ましい、この
ように、本実施例によれば、ヒートパイプ内部の流路を
二分し、一方の流路の下部の断面積を流路内で最小とす
る簡単な構造により、吹き上げ気体による液体の落下抑
制を緩和でき、熱輸送の限界特性が向上する。
しては熱伝導性のよい金属、例えば、ステンレスを用い
ればよい0本実施例に基づく設計の一例として、作動流
体に大気圧の水を用い、熱輸送部2の直径を0.1
m、長さを3mとして、気体流路11と液体流路10の
断面積比を9対1にした場合には、液体流路10を落下
できる水の最大流量は気体流路11側と液体流′Jl!
110側との圧力バランスから決定され、最大で0゜9
7kg/s、熱輸送量としては2.2 MWとなる。一
方、従来の装置では液体を管壁の外周を伝わらせて落下
させるようになっているため気液界面の面積が大きくな
っており、吹き上げる気体によって水の落下が抑制され
やすく1本実施例と同一の形状で同一の作動流体を使用
した場合には落下できる水の最大流量は吹き上げ気体に
よる水の落下抑制の特性によって決定され、最大で0.
16kg/s=熱輸送量としては0.36 MWであ
り1本実施例と比べて約−となる、なお1本実施例の絞
り12はオリフイス、又は、ノズルを用いればよく、そ
の流路断面積は液体流路10の断面積の90%よりも小
さくすることが望ましい。また、絞り12としてオリフ
ィスを用いた場合には、順流に対する流動抵抗を低下し
、逆流に対する流動抵抗を増大させるように第4図に示
すように逆流に対して末広がりのテーパ形状(a)、又
は、ベルマウス形状(b)とすることが望ましい、この
ように、本実施例によれば、ヒートパイプ内部の流路を
二分し、一方の流路の下部の断面積を流路内で最小とす
る簡単な構造により、吹き上げ気体による液体の落下抑
制を緩和でき、熱輸送の限界特性が向上する。
本発明の他の実施例を第5図により説明する。
第5図(a)では絞り12の上流側に圧力計20が下流
側に圧力計21が付加さ九ている。本実施例のヒートパ
イプでは、液体流路10の内部に液体が保持されるため
に、第5図(b)に示すような圧力バランスが成り立っ
ている。絞り12前後の圧力差をΔPaとするとΔPa
は次式で表される。
側に圧力計21が付加さ九ている。本実施例のヒートパ
イプでは、液体流路10の内部に液体が保持されるため
に、第5図(b)に示すような圧力バランスが成り立っ
ている。絞り12前後の圧力差をΔPaとするとΔPa
は次式で表される。
ここで、Ko:絞りにおける圧力損失係数(−)ωl:
液体流量(kg/s) ρl:液体の密度(kg/ボ) Ao:絞りの断面積(ポ) (1)式をω!で解くと、 本実施例では、演算装置22において、圧力計20によ
る圧力P1から圧力計21による圧力P2を引いてΔP
oを求め、圧力P2から圧力と液体の密度との関係式に
基づいてρ1を求める。AoとKoの値はあらかじめ実
測された値が記憶装置23に記憶されている。演算装置
22では以上のΔPa、px、Ao、Koの値を用いて
(2)式の計算を行い、ω1を求める。さらに、圧力P
xにおけ求めて表示装!!24に表示する。演算装!!
!22と記憶装置23はデジタル回路により構成しても
よいし、また市販のマイクロコンピュータを用いてもよ
い、このように、本実施例では吹き上げ気体による液体
の落下抑制を緩和することにより、熱輸送の限界特性が
向上するほかに、圧力の測定から熱輸送量を求めてこの
値を監視できる効果がある。
液体流量(kg/s) ρl:液体の密度(kg/ボ) Ao:絞りの断面積(ポ) (1)式をω!で解くと、 本実施例では、演算装置22において、圧力計20によ
る圧力P1から圧力計21による圧力P2を引いてΔP
oを求め、圧力P2から圧力と液体の密度との関係式に
基づいてρ1を求める。AoとKoの値はあらかじめ実
測された値が記憶装置23に記憶されている。演算装置
22では以上のΔPa、px、Ao、Koの値を用いて
(2)式の計算を行い、ω1を求める。さらに、圧力P
xにおけ求めて表示装!!24に表示する。演算装!!
!22と記憶装置23はデジタル回路により構成しても
よいし、また市販のマイクロコンピュータを用いてもよ
い、このように、本実施例では吹き上げ気体による液体
の落下抑制を緩和することにより、熱輸送の限界特性が
向上するほかに、圧力の測定から熱輸送量を求めてこの
値を監視できる効果がある。
本発明のさらに他の実施例を第6図から第8図により説
明する。本実施例は自然循環型原子炉の崩壊熱除去系に
本発明のヒートパイプを適用したものである。第6図は
自然循環型原子炉及び蓄水タンク111の縦断面を示し
たものである。蓄水タンク111には多数のヒートパイ
プ31が挿入されており、ヒートパイプ31は連結管3
2により格納容器120外部のヒートパイプ3oに連結
されている。このような原子炉において、例えば。
明する。本実施例は自然循環型原子炉の崩壊熱除去系に
本発明のヒートパイプを適用したものである。第6図は
自然循環型原子炉及び蓄水タンク111の縦断面を示し
たものである。蓄水タンク111には多数のヒートパイ
プ31が挿入されており、ヒートパイプ31は連結管3
2により格納容器120外部のヒートパイプ3oに連結
されている。このような原子炉において、例えば。
計装配管などの破断により原子炉容器101内の冷却水
が流出すると、原子炉容器101内の水位が低下し、制
御棒105が炉心102に挿入され。
が流出すると、原子炉容器101内の水位が低下し、制
御棒105が炉心102に挿入され。
炉心102はスクラムするが、核***生成物の崩壊によ
り引き続き炉心102において熱が発生するために、こ
の熱を除去する必要がある。このような冷却材喪失事故
時における蓄水タンク111の動作を第7図により説明
する。第7図の(a)は通常運転時の状態を示したもの
で、上昇管112及び注水管113内の冷却水は共に低
温に保たれているために、蓄水タンク111と原子炉容
器101との間で冷却水の循環はない、冷却材喪失事故
が起こり、第7図cb)に示すように原子炉容器101
内の水位が上昇管112の下端より低くなると、原子炉
容器101内の蒸気が上昇管112を通って蓄水タンク
111に流入し、蓄水タンク111内の冷却水を加熱す
るとともに、蓄水タンク111内の圧力と原子炉容器1
01内の圧力が均圧化される。蓄水タンク111内の水
位は原子炉容器101内の水位より高く保持されている
ため、蓄水タンク111内の圧力と原子炉容器101内
の圧力が均圧化されると、蓄水タンク111内の冷却水
は注水管113を通って重力落下し、原子炉容器101
内へ自動的に供給される。
り引き続き炉心102において熱が発生するために、こ
の熱を除去する必要がある。このような冷却材喪失事故
時における蓄水タンク111の動作を第7図により説明
する。第7図の(a)は通常運転時の状態を示したもの
で、上昇管112及び注水管113内の冷却水は共に低
温に保たれているために、蓄水タンク111と原子炉容
器101との間で冷却水の循環はない、冷却材喪失事故
が起こり、第7図cb)に示すように原子炉容器101
内の水位が上昇管112の下端より低くなると、原子炉
容器101内の蒸気が上昇管112を通って蓄水タンク
111に流入し、蓄水タンク111内の冷却水を加熱す
るとともに、蓄水タンク111内の圧力と原子炉容器1
01内の圧力が均圧化される。蓄水タンク111内の水
位は原子炉容器101内の水位より高く保持されている
ため、蓄水タンク111内の圧力と原子炉容器101内
の圧力が均圧化されると、蓄水タンク111内の冷却水
は注水管113を通って重力落下し、原子炉容器101
内へ自動的に供給される。
また、上昇管112を通って流入する蒸気で蓄水タンク
111内の冷却水が加熱されると、注水管113の内部
と外部とで温度差が生じ、注水管113に具備した放熱
器114が自動的に作動する。原子炉容器101内への
冷却水の供給によって、第7図(c)に示すように、原
子炉容器101内の水位が回復し、水位が上昇管112
の下端より高くなると、上昇管112を通しての蓄水タ
ンク111内への蒸気流入がなくなるため、注水管11
3を通しての原子炉容器101内への冷却水の供給も自
動的に停止されが、この時、注水管113内の冷却水は
高温化されている。このため、注水管113内の冷却水
は放熱器114によって冷却され、低温化した冷却水は
密度が大きくなって下降するのに対し、上昇管112内
の冷却水は放熱器が設けられていないため、温度が高く
密度が小さいことにより上昇し、原子炉容器101、上
昇管112.蓄水タンク111.注水管113及び原子
炉容器101を*mする自然環境が確立される。第8図
に第6図のヒートパイプ30、ヒートパイプ31及び連
結管32の縦断面図を示す、蓄水タンク111には第1
図に示したものと同じ構成から成るヒートパイプ31が
多数取り付けられており、このヒートパイプ31は連結
管32によって第6図に示した格納容器120の外部に
あるヒートパイプ30に連結されている。
111内の冷却水が加熱されると、注水管113の内部
と外部とで温度差が生じ、注水管113に具備した放熱
器114が自動的に作動する。原子炉容器101内への
冷却水の供給によって、第7図(c)に示すように、原
子炉容器101内の水位が回復し、水位が上昇管112
の下端より高くなると、上昇管112を通しての蓄水タ
ンク111内への蒸気流入がなくなるため、注水管11
3を通しての原子炉容器101内への冷却水の供給も自
動的に停止されが、この時、注水管113内の冷却水は
高温化されている。このため、注水管113内の冷却水
は放熱器114によって冷却され、低温化した冷却水は
密度が大きくなって下降するのに対し、上昇管112内
の冷却水は放熱器が設けられていないため、温度が高く
密度が小さいことにより上昇し、原子炉容器101、上
昇管112.蓄水タンク111.注水管113及び原子
炉容器101を*mする自然環境が確立される。第8図
に第6図のヒートパイプ30、ヒートパイプ31及び連
結管32の縦断面図を示す、蓄水タンク111には第1
図に示したものと同じ構成から成るヒートパイプ31が
多数取り付けられており、このヒートパイプ31は連結
管32によって第6図に示した格納容器120の外部に
あるヒートパイプ30に連結されている。
連結管32の内部は仕切板34によって二分されている
。ヒートパイプ30の内部構造は第1図に示したものと
同じになっており、凝縮部には熱の放出を促進するため
に放熱器33が取り付けられている。放熱器33はフィ
ンによって構成されており、その材質は熱伝導性のよい
金属1例えば、ステンレスが用いられる。冷却材喪失事
故が起こり、第7図で説明したように原子炉容器101
゜上昇管1121菩水タンク111.注水管113、及
び、原子炉容器101を循環する自然循環が確立される
と、ヒートパイプ31内部の作動流体、例えば、水は、
蓄水タンク111からの熱によって蒸発し、発生した蒸
気は連結管32を通ってヒートパイプ30に導かれ、放
熱器33の取り付けられた凝縮部で熱をうばわれて凝縮
する。このような状態のときには、第2図に示したメカ
ニズムに基づき、絞りを設けた流路では水のみが落下し
、絞りを設けない流路では蒸気のみが吹き上げるように
なる。このように1本実施例では気体の流路と液体の流
路が分離されるために、吹き上げ気体による液体の落下
抑制が緩和され、熱輸送の限界特性が向上する。また、
蓄水タンク111の内部に多数のヒートパイプ31を挿
入しているために。
。ヒートパイプ30の内部構造は第1図に示したものと
同じになっており、凝縮部には熱の放出を促進するため
に放熱器33が取り付けられている。放熱器33はフィ
ンによって構成されており、その材質は熱伝導性のよい
金属1例えば、ステンレスが用いられる。冷却材喪失事
故が起こり、第7図で説明したように原子炉容器101
゜上昇管1121菩水タンク111.注水管113、及
び、原子炉容器101を循環する自然循環が確立される
と、ヒートパイプ31内部の作動流体、例えば、水は、
蓄水タンク111からの熱によって蒸発し、発生した蒸
気は連結管32を通ってヒートパイプ30に導かれ、放
熱器33の取り付けられた凝縮部で熱をうばわれて凝縮
する。このような状態のときには、第2図に示したメカ
ニズムに基づき、絞りを設けた流路では水のみが落下し
、絞りを設けない流路では蒸気のみが吹き上げるように
なる。このように1本実施例では気体の流路と液体の流
路が分離されるために、吹き上げ気体による液体の落下
抑制が緩和され、熱輸送の限界特性が向上する。また、
蓄水タンク111の内部に多数のヒートパイプ31を挿
入しているために。
加熱部における伝熱面積が大きくなり、全体の熱輸送量
を大きくすることができる。また、本実施例のヒートパ
イプ30には第5図の実施例と同様に、圧力計20及び
21、演算装置!22、記憶装置23及び表示装置1!
24が取り付けられており、ヒートパイプ30の液体流
路の下部に取り付けられた絞りの前後の圧力差から、液
体流量及び熱輸送量を求めて表示することができる。こ
のように、内部の状態を監視できることは、S子炉の崩
壊熱除去系のような安全系では望ましい機能である。
を大きくすることができる。また、本実施例のヒートパ
イプ30には第5図の実施例と同様に、圧力計20及び
21、演算装置!22、記憶装置23及び表示装置1!
24が取り付けられており、ヒートパイプ30の液体流
路の下部に取り付けられた絞りの前後の圧力差から、液
体流量及び熱輸送量を求めて表示することができる。こ
のように、内部の状態を監視できることは、S子炉の崩
壊熱除去系のような安全系では望ましい機能である。
このように1本実施例では吹き上げ気体による液体の落
下抑制を緩和することにより、熱輸送の限界特性が向上
する効果、圧力の測定から熱輸送量を求めてこの値を監
視できる効果、加熱部における伝熱面積が大きくなり全
体の熱輸送量を大きくと九る効果がある。
下抑制を緩和することにより、熱輸送の限界特性が向上
する効果、圧力の測定から熱輸送量を求めてこの値を監
視できる効果、加熱部における伝熱面積が大きくなり全
体の熱輸送量を大きくと九る効果がある。
本発明の、さらに他の実施例を第9図により説明する。
第9図では液体流路10の外側に、超音波発振器と超音
波受信器から成る超音波センサ40が高さ方向に数個取
り付けら九でいる。第10図は水位と超音波の反射強度
との関係を示したもので、水位がセンサ位置よりも低い
場合には、超音波は金属表面で全反射されるため、反射
強度は大きい。水位がセンサ位置に達すると、超音波は
金属表面から水中に透過するようになり、反射強度は急
激に低下する。その後は水位の上昇に伴って反射強度は
除々に低下する、水位測定装置41では超音波センサ4
0で測定された反射強度から第10図の関係を用いて水
位を測定する。
波受信器から成る超音波センサ40が高さ方向に数個取
り付けら九でいる。第10図は水位と超音波の反射強度
との関係を示したもので、水位がセンサ位置よりも低い
場合には、超音波は金属表面で全反射されるため、反射
強度は大きい。水位がセンサ位置に達すると、超音波は
金属表面から水中に透過するようになり、反射強度は急
激に低下する。その後は水位の上昇に伴って反射強度は
除々に低下する、水位測定装置41では超音波センサ4
0で測定された反射強度から第10図の関係を用いて水
位を測定する。
次に、水位から液体流量を求める方法について述べる。
気体流路11側の圧力損失ΔP□は気体流量ωgの関数
であり、ΔPt=fx(0g)で表さ九る。一方、液体
流路10側の圧力損失ΔP、は液体流量。□と水位Li
の関数の和であり、ΔP(=fz(ω1)+fδ(T、
、!>で表される。定常状態ではωg=ωf であり、
気体流路11側と液体流路lO#Iで圧力バランスが成
り立っているので、fx(ω1)=fz(ωz)+fδ
(Ll> となる。
であり、ΔPt=fx(0g)で表さ九る。一方、液体
流路10側の圧力損失ΔP、は液体流量。□と水位Li
の関数の和であり、ΔP(=fz(ω1)+fδ(T、
、!>で表される。定常状態ではωg=ωf であり、
気体流路11側と液体流路lO#Iで圧力バランスが成
り立っているので、fx(ω1)=fz(ωz)+fδ
(Ll> となる。
fs(ωt)−fz(ω、)を新たにh (ω□)と表
わせば、ω、はh−x(fs(i))で表される。ただ
し、h−x(χ)は逆rM数である。演算装置42では
この関係を用いて水位から液体流量ωlを求め、さらに
定常時における蒸発潜熱を乗じて熱輸送量を求めて表示
装置43に表示する。このように1本実施例では吹き上
げ気体による液体の落下抑制を緩和することにより熱輸
送の限界特性が向上するほかに、ヒートパイプの外部か
ら水位を測定することにより熱輸送量を求めてこの値を
監視できる効果がある。
わせば、ω、はh−x(fs(i))で表される。ただ
し、h−x(χ)は逆rM数である。演算装置42では
この関係を用いて水位から液体流量ωlを求め、さらに
定常時における蒸発潜熱を乗じて熱輸送量を求めて表示
装置43に表示する。このように1本実施例では吹き上
げ気体による液体の落下抑制を緩和することにより熱輸
送の限界特性が向上するほかに、ヒートパイプの外部か
ら水位を測定することにより熱輸送量を求めてこの値を
監視できる効果がある。
−本発明によれば、簡単な構造により気体の流路と液体
の流路を分離することができるので、吹き上げ気体によ
る液体の落下抑制を緩和して、熱輸送の限界特性を向上
することができる。
の流路を分離することができるので、吹き上げ気体によ
る液体の落下抑制を緩和して、熱輸送の限界特性を向上
することができる。
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は第1図
の実施例の作動経過を示す説明図、第3図は落下液体と
吹上げ効果を示す図、第4図は第1図の実施例の部分詳
細縦断面図、第5図は本発明の他の実施例の縦断面図、
第6図は本発明のさらに他の実施例の縦断面図、第7図
は第6図の実施例の作動経過を示す説明図、第8図は第
6図の実施例の部分縦断面図、第9図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第10図は水位と反射強度の関係を示
すグラフである。 1・・・凝縮部、2・・・熱輸送部、3・・・蒸発部、
10・・・液体流路、11・・・気体流路、12川絞り
、20゜21・・・圧力計、30.31・・・ヒートパ
イプ、32゛°連結9−40 ゛゛超音波+ バー
、fT?>代理人 弁理士 小川勝男
ニー、゛□佑3図 高年図 1〇−表俸流2 1z−一一絞り 摺21を (卸 (シ〕 (C) 范5図 (α) (d) 圧力 も8図 (C) B牟 篇′V図 (α) (氷〕 (C) 水位
の実施例の作動経過を示す説明図、第3図は落下液体と
吹上げ効果を示す図、第4図は第1図の実施例の部分詳
細縦断面図、第5図は本発明の他の実施例の縦断面図、
第6図は本発明のさらに他の実施例の縦断面図、第7図
は第6図の実施例の作動経過を示す説明図、第8図は第
6図の実施例の部分縦断面図、第9図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第10図は水位と反射強度の関係を示
すグラフである。 1・・・凝縮部、2・・・熱輸送部、3・・・蒸発部、
10・・・液体流路、11・・・気体流路、12川絞り
、20゜21・・・圧力計、30.31・・・ヒートパ
イプ、32゛°連結9−40 ゛゛超音波+ バー
、fT?>代理人 弁理士 小川勝男
ニー、゛□佑3図 高年図 1〇−表俸流2 1z−一一絞り 摺21を (卸 (シ〕 (C) 范5図 (α) (d) 圧力 も8図 (C) B牟 篇′V図 (α) (氷〕 (C) 水位
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、密封した管と、その一端部で高熱源と接する蒸発部
と、他端部で被加熱体と接する凝縮部とからなる熱サイ
フオン型ヒートパイプにおいて、前記蒸発部と前記凝縮
部との間の熱輸送部の流路を二分し、一方の流路の下部
に断面積を流路内で最小とする絞りを設けたことを特徴
とする熱サイフオン型ヒートパイプ。 2、特許請求の範囲第1項において、 前記熱サイフオン型ヒートパイプを連結管により複数個
連結したことを特徴とする熱サイフオン型ヒートパイプ
。 3、特許請求の範囲第1項において、 絞りの上流側及び下流側の圧力を測定する手段、前記圧
力から液体流量及び熱輸送量を求める手段、及び、前記
液体流量及び熱輸送量を表示する手段を設けたことを特
徴とする熱サイフオン型ヒートパイプ。 4、特許請求の範囲第1項において、 前記絞りを設けた前記流路内の水位を超音波により測定
する手段、前記水位から液体流量及び熱輸送量を求める
手段、及び前記液体流量及び前記熱輸送量を表示する手
段を設けたことを特徴とする熱サイフオン型ヒートパイ
プ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16975386A JPS6329192A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 熱サイフオン型ヒ−トパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16975386A JPS6329192A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 熱サイフオン型ヒ−トパイプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6329192A true JPS6329192A (ja) | 1988-02-06 |
Family
ID=15892207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16975386A Pending JPS6329192A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 熱サイフオン型ヒ−トパイプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6329192A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4915008A (en) * | 1987-10-14 | 1990-04-10 | Casio Computer Co., Ltd. | Air flow response type electronic musical instrument |
JP2019505757A (ja) * | 2016-01-19 | 2019-02-28 | ザ・セクレタリー、デパートメント・オブ・アトミック・エナジー | 受動的崩壊熱輸送のためのシステム、装置および方法 |
RU198845U1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Регулируемый термосифон |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP16975386A patent/JPS6329192A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4915008A (en) * | 1987-10-14 | 1990-04-10 | Casio Computer Co., Ltd. | Air flow response type electronic musical instrument |
US5069107A (en) * | 1987-10-14 | 1991-12-03 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic musical instrument in which a musical tone is controlled in accordance with a digital signal |
JP2019505757A (ja) * | 2016-01-19 | 2019-02-28 | ザ・セクレタリー、デパートメント・オブ・アトミック・エナジー | 受動的崩壊熱輸送のためのシステム、装置および方法 |
RU198845U1 (ru) * | 2019-12-11 | 2020-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Регулируемый термосифон |
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