專利名稱：氣泡泵型熱輸送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱輸送設(shè)備，特別是涉及不需要外部動(dòng)力、利用氣泡泵的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。
背景技術(shù)：
過(guò)去，作為不使用外部動(dòng)力的熱輸送設(shè)備，使用熱虹吸(利用重力熱管)。然而，熱虹吸的熱輸送方向受到限制，特別是難以從上部朝下方進(jìn)行熱輸送?；谶@樣的背景，作為新型熱輸送設(shè)備開(kāi)發(fā)了利用氣泡泵的熱輸送設(shè)備(例如參照日本特開(kāi)2002-122392號(hào)公報(bào))。該熱輸送設(shè)備如日本特開(kāi)2002-122392號(hào)公報(bào)的圖1所示那樣，具有存放從升溫到高溫的熱交換用循環(huán)溶液和熱交換用循環(huán)溶液產(chǎn)生相變后的高溫蒸汽的熱交換循環(huán)溶液存放容器。另外，在該熱交換循環(huán)溶液存放容器上設(shè)有溶液送出口和氣液二相流體送入口，在上述溶液送出口與上述氣液二相流體送入口之間連接循環(huán)溶液輸送管。上述循環(huán)溶液輸送管包含連接到上述溶液送出口的溶液送出管、貫通熱交換循環(huán)溶液存放容器內(nèi)的容器內(nèi)管、及連接于上述氣液二相流體送入口的氣液二相流體送入管。在上述溶液送出管設(shè)置顯熱放散熱交換器，在上述氣液二相流體送入管設(shè)置加熱熱交換器。
這樣構(gòu)成的已有熱輸送設(shè)備利用由熱交換用循環(huán)溶液的氣液相變化產(chǎn)生的循環(huán)溶液輸送管內(nèi)的循環(huán)溶液的密度差，從高熱源向低熱源輸送熱量，不使用外部動(dòng)力即可朝任意的方向進(jìn)行熱輸送。
然而，在上述已有熱輸送設(shè)備中，存在最大熱輸送量小、熱阻大(熱特性差)的問(wèn)題。另外，存在小溫度差的熱輸送困難的問(wèn)題。
另外，在熱負(fù)荷小的場(chǎng)合，具有在循環(huán)溶液輸送管中循環(huán)的熱交換用循環(huán)溶液的循環(huán)流量出現(xiàn)脈動(dòng)、產(chǎn)生振動(dòng)的問(wèn)題。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明的目的在于提供一種可消除上述那樣的問(wèn)題、熱阻小、熱輸送量大的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。另外，本發(fā)明的目的還在于提供不易產(chǎn)生循環(huán)溶液的循環(huán)流量的脈動(dòng)的、可靠性高的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。
本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備包括熱交換循環(huán)溶液存放容器、溶液送出口、氣液二相流體送入口、及循環(huán)溶液輸送通道；該熱交換循環(huán)溶液存放容器由第1空間和第2空間構(gòu)成，該第2空間由設(shè)于該第1空間下部的連通孔與上述第1空間連通，在各空間中收容熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽；該溶液送出口用于將該存放容器內(nèi)的上述熱交換用循環(huán)溶液送出到存放容器外；該氣液二相流體送入口將由高溫的熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽泡構(gòu)成的氣液二相流體僅送入到上述存放容器的上述第1空間內(nèi)；該循環(huán)溶液輸送通道具有第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，并連接上述第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，該第1輸送通道與上述溶液送出口連接并設(shè)置顯熱放散熱交換器，該第2輸送通道用于內(nèi)部的低溫的熱交換用循環(huán)溶液與上述第1空間內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液或內(nèi)部的低溫的熱交換用循環(huán)溶液與上述第1空間內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液及上述第1空間內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的蒸汽進(jìn)行熱交換，該第3輸送通道與上述氣液二相流體送入口連接并設(shè)置加熱熱交換器。
為此，按照本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，相應(yīng)于熱負(fù)荷的大小，上述2個(gè)空間內(nèi)的氣液界面位置從動(dòng)地變化，設(shè)備內(nèi)的壓力上升可受到抑制，所以，具有獲得熱輸送能力高的熱輸送設(shè)備的效果。另外，即使在溫度差小的場(chǎng)合，也可輸送大量的熱。另外，可緩和耐壓設(shè)計(jì)條件，可實(shí)現(xiàn)輕量化。
另外，本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備包括熱交換循環(huán)溶液存放容器、溶液送出口、氣液二相流體送入口、開(kāi)孔、及循環(huán)溶液輸送通道；該熱交換循環(huán)溶液存放容器收容熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽；該溶液送出口用于將該存放容器內(nèi)的上述熱交換用循環(huán)溶液送出到存放容器外；該氣液二相流體送入口將由高溫的熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽泡構(gòu)成的氣液二相流體送入到上述存放容器內(nèi)；該開(kāi)孔設(shè)于上述存放容器內(nèi)的上部并與上述存放容器外的周圍空間連通；該循環(huán)溶液輸送通道具有第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，并連接上述第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，該第1輸送通道與上述溶液送出口連接并設(shè)置顯熱放散熱交換器，該第2輸送通道用于內(nèi)部的低溫的熱交換用循環(huán)溶液與上述存放容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液或內(nèi)部的低溫的熱交換用循環(huán)溶液與上述存放容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液及上述存放容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的蒸汽進(jìn)行熱交換，該第3輸送通道與上述氣液二相流體送入口連接并設(shè)置加熱熱交換器。
為此，按照本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，可獲得熱阻小、熱輸送量大的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。
另外，本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備包括熱交換循環(huán)溶液存放容器、溶液送出口、溶液送入口、及循環(huán)溶液輸送通道；該熱交換循環(huán)溶液存放容器收容熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽；該溶液送出口用于將該存放容器內(nèi)的上述熱交換用循環(huán)溶液送出到存放容器外；該溶液送入口將熱交換用循環(huán)溶液送入到上述存放容器內(nèi)；該循環(huán)溶液輸送通道具有第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，并連接上述第1輸送通道、第2輸送通道及第3輸送通道，該第1輸送通道與上述溶液送出口連接并設(shè)置顯熱放散熱交換器，該第2輸送通道用于熱交換用循環(huán)溶液與上述存放容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液進(jìn)行熱交換，該第3輸送通道與上述溶液送入口連接并設(shè)置加熱熱交換器。另外，上述溶液送入口與上述加熱熱交換器之間的上述第3輸送通道與上述第2輸送通道接觸，上述第2輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液與上述第3輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液及上述第3輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的蒸汽泡進(jìn)行熱交換。
為此，按照本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，可獲得熱阻小、熱輸送量大的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。
本發(fā)明的以上和其它目的、特征、觀點(diǎn)、及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明而變得更加明確。


圖1為示出本發(fā)明實(shí)施形式1的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖2為示出實(shí)施形式1的氣泡泵型熱輸送設(shè)備(高熱負(fù)荷的場(chǎng)合)的斷面構(gòu)成圖。
圖3為示出本發(fā)明實(shí)施形式1的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖4為示出本發(fā)明實(shí)施形式1的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖5為示出本發(fā)明實(shí)施形式2的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖6為示出本發(fā)明實(shí)施形式2的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖7為示出本發(fā)明實(shí)施形式3的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖8為示出本發(fā)明實(shí)施形式3的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖9為示出本發(fā)明實(shí)施形式4的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖10為示出本發(fā)明實(shí)施形式5的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖11為示出本發(fā)明實(shí)施形式6的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖12為示出本發(fā)明實(shí)施形式7的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖13為示出本發(fā)明實(shí)施形式7的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖14為示出本發(fā)明實(shí)施形式8的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖15為示出本發(fā)明實(shí)施形式9的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖16為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖17為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖18為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖19為示出本發(fā)明實(shí)施形式11的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖20為示出實(shí)施形式11的氣泡核的圖。
圖21為示出實(shí)施形式11的另一氣泡核的圖。
圖22為示出本發(fā)明實(shí)施形式12的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖23為示出本發(fā)明實(shí)施形式12的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。
圖24為示出實(shí)施形式13的箱體的空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖25為示出實(shí)施形式13的箱體的另一空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖26為示出實(shí)施形式13的高層建筑物空調(diào)系統(tǒng)和地板采暖系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖27為示出實(shí)施形式13的溫室栽培的空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖28為示出實(shí)施形式14的室外測(cè)量設(shè)備散冷元件的構(gòu)成圖。
圖29為示出實(shí)施形式15的抑制熱島現(xiàn)象的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖30為示出實(shí)施形式15的在季間融雪或砂漠的綠地化的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖31為示出實(shí)施形式16的無(wú)泵水冷系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖32為示出實(shí)施形式17的高效焚燒爐的構(gòu)成圖。
圖33為示出實(shí)施形式18的混合式熱利用系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖34為示出實(shí)施形式19在海洋深層水的吸引的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖35為示出實(shí)施形式20在淡水化領(lǐng)域的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖36為示出實(shí)施形式21在月面居住區(qū)的建設(shè)的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖37為示出實(shí)施形式21在月面居住區(qū)的建設(shè)的另一應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
圖38為示出實(shí)施形式23在地下室利用的應(yīng)用例的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施形式1上述已有的熱輸送設(shè)備存在設(shè)備的最大熱輸送量小、熱阻大等問(wèn)題，在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這樣的問(wèn)題的原因在于容器內(nèi)的壓力增大。
即，當(dāng)熱負(fù)荷增加時(shí)，加熱熱交換器中產(chǎn)生的蒸汽泡大量流入到熱交換循環(huán)溶液存放容器，在容器內(nèi)管外壁的熱交換能力小，所以，該蒸汽泡不能完全冷凝，設(shè)備內(nèi)壓力增大。壓力增大使得設(shè)備內(nèi)飽和溫度上升，容器內(nèi)管的內(nèi)外溫度差增大，加熱熱交換器與顯熱放散熱交換器之間的溫度差增大，所以，設(shè)備的熱阻大幅度惡化(增大)。另外，如該容器內(nèi)管的內(nèi)外溫度差不大，則不能輸送熱，難以進(jìn)行小溫度差的熱輸送。另外，由于容器內(nèi)的壓力增大引起的熱輸送極限的原因使最大的熱輸送量變小，即，容器內(nèi)的壓力增大使飽和溫度上升，但隨著飽和溫度的增加，相對(duì)上述飽和溫度的飽和壓力的上升率增大，所以，隨著熱負(fù)荷的增加，設(shè)備內(nèi)壓力急劇增大。另一方面，已有的氣泡泵型熱輸送設(shè)備利用循環(huán)溶液的密度差產(chǎn)生的浮力進(jìn)行熱輸送，但隨著設(shè)備內(nèi)的壓力的增加，產(chǎn)生的蒸汽泡的密度增大，所以，蒸汽泡的體積減小，不能獲得大的浮力。為此，液體的循環(huán)流量減小，通過(guò)容器內(nèi)管實(shí)現(xiàn)的熱交換能力下降。結(jié)果，飽和溫度上升，設(shè)備內(nèi)壓力進(jìn)一步增大。由于這一連串的惡性循環(huán)導(dǎo)致的設(shè)備內(nèi)壓力增大引起的熱輸送極限的原因使最大熱輸送量減小。另外，設(shè)備內(nèi)壓力的進(jìn)一步增大導(dǎo)致設(shè)備的破壞。
本實(shí)施形式的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的特征在于，對(duì)使得盡可能不達(dá)到產(chǎn)生上述那樣的惡性循環(huán)的壓力的構(gòu)成進(jìn)行了改良，形成為可抑制設(shè)備內(nèi)壓力的上升的構(gòu)成，同時(shí)，提高通過(guò)容器內(nèi)管實(shí)現(xiàn)的熱交換能力，減小相對(duì)于熱負(fù)荷的壓力上升率，由此可增大最大熱輸送量。
下面根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施形式1。
圖1為示出本發(fā)明實(shí)施形式1的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在圖1中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4收容上升到高溫的熱交換用循環(huán)溶液1和該溶液1產(chǎn)生相變而產(chǎn)生的保有潛熱的高溫的蒸汽12。另外，在該熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)設(shè)置分隔壁3，由分隔壁3將容器4內(nèi)分成第1空間4a和第2空間4b。第1空間4a和第2空間4b由開(kāi)孔2或間隙(連通孔)連通，熱交換用循環(huán)溶液1通過(guò)該開(kāi)孔2跨兩空間4a、4b地被收容。即，第1空間4a和第2空間4b由設(shè)于充滿熱交換用循環(huán)溶液1的部分的開(kāi)孔2連通，在收容高溫的蒸汽12的空間(蒸汽空間)未被連通。另外，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4設(shè)置送出容器4內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的溶液送出口5和氣液二相流體送入口8。從氣液二相流體送入口8流入上升到高溫的熱交換用循環(huán)溶液1和上升到高溫而沸騰的熱交換用循環(huán)溶液1的蒸汽泡13的氣液二相流體。從氣液二相流體送入口8流入的上述氣液二相流體僅流入到第1空間4a內(nèi)，不流入到第2空間4b內(nèi)。另外，如上述那樣，第1空間4a與第2空間4b由開(kāi)孔2連通，熱交換用循環(huán)溶液1可自由地在兩空間4a、4b移動(dòng)，所以，氣液二相流體流入到第1空間4a內(nèi)，當(dāng)各空間內(nèi)的壓力產(chǎn)生壓力差時(shí)，上述壓力差容易使第1空間4a的氣液界面位置和第2空間4b的氣液界面位置變化。
熱交換用循環(huán)溶液1最好為熱特性高(例如導(dǎo)熱系數(shù)大、比熱大)、流動(dòng)特性良好(例如粘性系數(shù)小)、液體相對(duì)氣體的密度比大的流體，使用蒸餾水、酒精、液體金屬等由單一成分構(gòu)成的液體、防凍溶液，酒精水溶液等水溶液、或磁性流體等混合液體即產(chǎn)生氣液相變的流體。蒸汽12為由該熱交換用循環(huán)溶液1或其一部分氣化而產(chǎn)生的蒸汽，但也可混入空氣等不冷凝氣體。
在設(shè)于熱交換循環(huán)溶液存放容器4的上述溶液送出口5與上述氣液二相流體送入口8之間連接循環(huán)溶液輸送管A，構(gòu)成熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)的循環(huán)溶液輸送通道。
循環(huán)溶液輸送管A包含與上述溶液送出口5連接的溶液送出管(第1輸送通道)6、通過(guò)熱交換循環(huán)溶液存放容器4的第1空間4a內(nèi)的容器內(nèi)管(第2輸送通道)7、及與上述氣液二相流體送入口8連接的氣液二相流體送入管(第3輸送通道)9，收容于熱交換循環(huán)溶液存放容器4的熱交換用循環(huán)溶液1從該容器4中流出，從溶液送出管6經(jīng)過(guò)容器內(nèi)管7，再經(jīng)過(guò)氣液二相流體送入管9，返回到該容器4。
在循環(huán)溶液輸送管A中的上述溶液送出管6設(shè)置顯熱放散熱交換器10，在溶液送出管6內(nèi)循環(huán)的循環(huán)溶液從管壁散熱。另外，在上述氣液二相流體送入管9設(shè)置加熱熱交換器11，在溶液送出管6內(nèi)循環(huán)的循環(huán)溶液從管壁吸熱而受到加熱。
加熱熱交換器11為電子設(shè)備等的發(fā)熱體的散熱部或從上述發(fā)熱體輸送熱量的設(shè)備的散熱部，顯熱放散熱交換器10為熱管等熱輸送設(shè)備的受熱部或利用自然·強(qiáng)制對(duì)流傳熱、輻射等的散熱壁。另外，也可將設(shè)置了加熱熱交換器11的氣液二相流體送入管9和設(shè)置了顯熱放散熱交換器10的溶液送出管6直接露出到任意空間(空氣中、水中、土壤等)地設(shè)置，利用導(dǎo)熱、自然·強(qiáng)制對(duì)流傳熱、輻射等加熱或散熱。另外，也可將翅片等設(shè)置到散熱壁或該露出部外表面。另外，作為顯熱放散熱交換器10的冷卻手法，也可利用行走風(fēng)。
另外，加熱熱交換器11和顯熱放散熱交換器10也可沿流路設(shè)置多個(gè)。
循環(huán)溶液輸送管A為由移送熱交換用循環(huán)溶液1的圓管、橢圓管、矩形管、波紋管(柔性管)等構(gòu)成的通道。另外，循環(huán)溶液輸送管A中的設(shè)置了加熱熱交換器11的氣液二相流體送入管9、設(shè)置了顯熱放散熱交換器10的溶液送出管6、及容器內(nèi)管7的各管壁面具有進(jìn)行熱交換的傳熱壁的作用，也可在各管的內(nèi)部設(shè)置傳熱促進(jìn)用的紊流促進(jìn)體或旋轉(zhuǎn)流促進(jìn)體(例如螺旋帶)或翅片等，另外，為了增大單位體積的傳熱面積，也可形成為螺旋管或蛇行管。另外，容器內(nèi)管7用于進(jìn)行容器內(nèi)管7內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1與容器內(nèi)管7外的熱交換用循環(huán)溶液1和蒸汽12的熱交換，也可在容器內(nèi)管7的外表面設(shè)置翅片等。
下面，說(shuō)明實(shí)施形式1的熱輸送設(shè)備的動(dòng)作。收容于熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)的保有高溫的熱的熱交換用循環(huán)溶液1一邊在循環(huán)溶液輸送管A中流動(dòng)一邊在設(shè)備內(nèi)循環(huán)，但高溫的上述熱交換用循環(huán)溶液1通過(guò)循環(huán)溶液輸送管A的溶液送出管6時(shí)，由顯熱放散熱交換器10放出顯熱，進(jìn)行熱交換而被冷卻成低溫。冷卻后，當(dāng)通過(guò)容器內(nèi)管7時(shí)，由收容于第1空間4a的高溫的熱交換用循環(huán)溶液1或熱交換用循環(huán)溶液1和上述循環(huán)溶液的蒸汽12預(yù)熱而升溫。升溫后的熱交換用循環(huán)溶液1由設(shè)于氣液二相流體送入管9的加熱熱交換器11進(jìn)一步升溫成高溫而沸騰，一邊產(chǎn)生蒸汽泡13一邊返回到熱交換循環(huán)溶液存放容器4。返回到熱交換循環(huán)溶液存放容器4的熱交換用循環(huán)溶液1再次在循環(huán)溶液輸送管A中流動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行冷卻、預(yù)熱、升溫到沸騰溫度。
在該實(shí)施形式的熱輸送設(shè)備中，利用由熱交換用循環(huán)溶液1的相變產(chǎn)生的循環(huán)溶液輸送管A內(nèi)的密度差(由密度差產(chǎn)生的浮力)使熱交換用循環(huán)溶液1在設(shè)備內(nèi)循環(huán)。即，利用從加熱熱交換器11到氣液二相流體送入口8的氣液二相流體送入管9內(nèi)的氣液二相流體的表觀密度與位于與該區(qū)間高度相同高度區(qū)間的循環(huán)溶液輸送管A內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的密度的密度差使熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)。另外，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該循環(huán)，將從加熱熱交換器11傳遞的高溫的熱輸送到顯熱放散熱交換器10，從顯熱放散熱交換器10將熱輸送到需要熱的別的設(shè)備或低熱源。
另外，在該實(shí)施形式的熱輸送設(shè)備中，熱輸送時(shí)，隨著從加熱熱交換器11傳遞的熱量(熱負(fù)荷)的增加，流入到熱交換循環(huán)溶液存放容器4中的蒸汽泡13的量增大，第1空間4a的蒸汽12的量增大，由與第1空間4a連通的第2空間4b自己調(diào)整氣液界面，可抑制第1空間4a內(nèi)的壓力上升。另外，氣液界面位置變化，使得與容器內(nèi)的蒸汽進(jìn)行熱交換的部分增加，冷凝能力提高，可抑制設(shè)備內(nèi)壓力的上升。這樣，可抑制設(shè)備內(nèi)飽和溫度的上升，所以，加熱熱交換器11與顯熱放散熱交換器10之間的溫度差不增大，小的溫度差的熱輸送也變得容易。另外，由于可抑制第1空間4a內(nèi)的壓力上升，所以，可抑制最大熱輸送量的下降。另外，由于容器內(nèi)的壓力上升可受到抑制，所以，不需要加厚熱交換循環(huán)溶液存放容器和各管的外壁，可使設(shè)備輕量化。
另外，隨著熱量(熱負(fù)荷)的增加，自己調(diào)整第1空間4a和第2空間4b的氣液界面，如圖2所示那樣，收容容器內(nèi)管7的第1空間4a內(nèi)的氣液界面下降，相反，未收容容器內(nèi)管7的第2空間4b內(nèi)的氣液界面升高。這樣，容器內(nèi)管7與蒸汽12接觸的面積增大，即，由作為更高傳熱的冷凝傳熱進(jìn)行熱交換的面積更加增大，隨著在容器內(nèi)管7的熱交換產(chǎn)生的熱阻減小。
在已有的構(gòu)成的熱輸送設(shè)備中，當(dāng)熱負(fù)荷小時(shí)，循環(huán)溶液的循環(huán)流量產(chǎn)生脈動(dòng)，但這為在已有的熱輸送設(shè)備中容器內(nèi)管時(shí)常從熱交換溶液存放容器內(nèi)的氣液界面的上方通過(guò)的構(gòu)成。即，在氣液界面的上方，由于容器內(nèi)管內(nèi)的壓力比熱交換溶液存放容器內(nèi)壓力低，所以，容器內(nèi)管中的熱交換用循環(huán)溶液容易沸騰，發(fā)生的蒸汽泡妨礙了循環(huán)溶液輸送管中的熱交換用循環(huán)溶液的循環(huán)，并且，循環(huán)流量產(chǎn)生脈動(dòng)。另外，由于容器內(nèi)管與蒸汽接觸的面積大，所以，熱負(fù)荷小、循環(huán)溶液的流動(dòng)慢時(shí)，該容器內(nèi)管的熱交換過(guò)于良好，在該容器內(nèi)管中產(chǎn)生沸騰，產(chǎn)生的蒸汽泡阻礙了循環(huán)溶液輸送管中的熱交換用循環(huán)溶液的循環(huán)，另外，循環(huán)流量產(chǎn)生脈動(dòng)。
在該實(shí)施形式中，如圖1所示那樣，在熱輸送的初期狀態(tài)，全部或基本上所有的容器內(nèi)管7與熱交換用循環(huán)溶液1接觸，與蒸汽12接觸的部分較少。即，容器內(nèi)管(第2輸送通道)7至少在熱輸送的初期狀態(tài)下處于第1空間內(nèi)的氣液界面位置以下或容器內(nèi)管(第2輸送通道)7的頂部與上述氣液界面位置接近。這樣，在熱負(fù)荷較小的場(chǎng)合，保持了上述狀態(tài)，所以，熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)的壓力與容器內(nèi)管7內(nèi)的壓力差小，另外，通過(guò)容器內(nèi)管7獲得的熱交換能力較小，所以，難以在容器內(nèi)管7內(nèi)沸騰，循環(huán)流量不易產(chǎn)生脈動(dòng)。在熱負(fù)荷較大的場(chǎng)合，隨著熱輸送的進(jìn)行，如圖2所示那樣，容器內(nèi)管7與蒸汽12接觸，熱交換能力增大，但循環(huán)溶液的流動(dòng)快，循環(huán)溶液的溫度為較低的溫度，所以，即使通過(guò)容器內(nèi)管7與蒸汽12進(jìn)行熱交換也難以沸騰。
在上述實(shí)施形式中，氣液二相流體送入管9如圖3所示那樣，也可伸出到第1空間4a內(nèi)。此時(shí)，氣液二相流體送入管9的口即氣液二相流體送入口8應(yīng)常位于第1空間4a內(nèi)的氣液界面的下方即熱交換用循環(huán)溶液1中。使熱交換循環(huán)溶液存放容器4為縱長(zhǎng)形，氣液二相流體送入管9越長(zhǎng)則密度差越大，可獲得用于使熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)的大的驅(qū)動(dòng)力，熱輸送能力提高。但是，當(dāng)氣液二相流體送入管9過(guò)長(zhǎng)時(shí)，由于壓力損失變得過(guò)大，所以，其長(zhǎng)度需要考慮這一點(diǎn)后設(shè)計(jì)為最佳值。
另外，溶液送出口5用于送出高溫的熱交換用循環(huán)溶液1，當(dāng)蒸汽泡13與熱交換用循環(huán)溶液1一起流入時(shí)，在與熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)方向相反的方向作用浮力，使熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)量減少，所以，為了防止蒸汽泡13流入，最好在溶液送出口5設(shè)置與蒸汽泡相同或比蒸汽泡小的直徑的金屬網(wǎng)或擋板。
另外，在上述實(shí)施形式中，作為熱交換循環(huán)溶液存放容器4、顯熱放散熱交換器10、及加熱熱交換器11的位置關(guān)系，加熱熱交換器11處于熱交換循環(huán)溶液存放容器4的下方即可，也可為與實(shí)施形式不同的位置關(guān)系。例如，顯熱放散熱交換器10也可處于加熱熱交換器11和熱交換循環(huán)溶液存放容器4的上方。
另外，在加熱熱交換器11與熱交換循環(huán)溶液存放容器4的氣液二相流體送入口8間的距離足夠長(zhǎng)的場(chǎng)合，由作用于該部分的管9a內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的浮力可使熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)，所以，可以水平姿勢(shì)設(shè)置加熱熱交換器11。圖4為示出使加熱熱交換器11水平的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。這樣，可從水平面進(jìn)行熱輸送。
在該場(chǎng)合，加熱熱交換器11最好使其出口側(cè)比水平稍朝上傾斜。
在圖4中，從加熱熱交換器11的設(shè)置部分開(kāi)始沸騰，但有時(shí)在加熱熱交換器11的設(shè)置部分不沸騰，而在管9a內(nèi)沸騰。這樣的沸騰被稱為閃蒸，這是因?yàn)樵谙路剿徊畲蟆⑻幱诟邏?，因而不沸騰，但越往上方水位差越小，成為更低壓力(液體的飽和壓力以下)，開(kāi)始沸騰。即使為這樣的狀態(tài)，由于作用于管9a內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的浮力使熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)，所以，可以水平姿勢(shì)設(shè)置加熱熱交換器11。
另外，在上述實(shí)施形式中，第1空間4a內(nèi)的蒸汽空間雖然也可不與周圍空間(外氣)連通，但第2空間4b內(nèi)的蒸汽空間也可與周圍連通。
另外，分隔壁3也可具有進(jìn)行第1空間4a與第2空間4b間的熱交換的作用，可在分隔壁3兩面上安裝翅片等。
在如以上那樣按照該實(shí)施形式的熱輸送設(shè)備中，不使用外部動(dòng)力，利用熱交換循環(huán)溶液的密度差使熱交換循環(huán)溶液連續(xù)地在設(shè)備內(nèi)循環(huán)，所以，可朝所有方向(水平、從下部朝上方、從上方到下方等)輸送大量的熱。另外，也可長(zhǎng)距離輸送。另外，由于未設(shè)有包含可動(dòng)部的泵等，所以，耐久性、可靠性好，緊湊而且重量輕。
另外，在熱交換循環(huán)溶液存放容器內(nèi)設(shè)置具有開(kāi)孔的分隔壁，分隔容器內(nèi)，可自動(dòng)地抑制設(shè)備內(nèi)的壓力上升，所以，熱阻小，熱輸送能力提高。另外，即使是在加熱熱交換器與顯熱放散熱交換器之間的溫度差小的場(chǎng)合，也可輸送大量的熱。另外，由于相應(yīng)于熱負(fù)荷自身調(diào)整氣液界面，所以，從低熱負(fù)荷到高熱負(fù)荷可穩(wěn)定地輸送熱。
實(shí)施形式2圖5為示出本發(fā)明實(shí)施形式2的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在各實(shí)施形式中，相同符號(hào)示出相同或相當(dāng)部分。在圖5中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4與實(shí)施形式1同樣，由分隔壁3分成第1空間4a和第2空間4b，但在實(shí)施形式2中，外側(cè)的空間為第1空間4a，容器內(nèi)管7圍在內(nèi)側(cè)的第2空間4b的周圍以螺旋狀設(shè)于第1空間4a內(nèi)。這樣的構(gòu)成也具有與上述實(shí)施形式1同樣的效果。
另外，圖6為示出本發(fā)明實(shí)施形式2的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在圖6中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4由分隔壁3分成第1空間4a和第2空間4b，與圖5同樣，外側(cè)的空間為第1空間4a，但容器內(nèi)管7與構(gòu)成第1空間4a的容器外壁鄰接地圍住第1空間4a以螺旋狀設(shè)置。作為這樣的構(gòu)成在容器內(nèi)管7內(nèi)循環(huán)的熱交換用循環(huán)溶液1可與第1空間4a內(nèi)的循環(huán)溶液1或第1空間4a內(nèi)的循環(huán)溶液1和上述溶液的蒸汽12進(jìn)行熱交換，具有與圖1和圖5所示構(gòu)成同樣的效果。
對(duì)于圖5和圖6所示構(gòu)成，在熱輸送的初期狀態(tài)下，以全部或基本所有的容器內(nèi)管7僅與第1空間4a內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1進(jìn)行熱交換的方式調(diào)整容器內(nèi)的氣液二相界面，從而使得在容器內(nèi)管7內(nèi)難以沸騰，不易發(fā)生循環(huán)流量的脈動(dòng)。
實(shí)施形式3圖7為示出本發(fā)明實(shí)施形式3的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。另外，圖8為示出本發(fā)明實(shí)施形式3的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在圖7、8中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4不由分隔壁分隔內(nèi)部空間，在第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c外設(shè)置與該容器4c連接的第2熱交換循環(huán)溶液存放容器4d。在該場(chǎng)合，第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c具有與實(shí)施形式1的第1空間4a對(duì)應(yīng)的作用，第2熱交換循環(huán)溶液存放容器4d具有與實(shí)施形式1的第2空間4b對(duì)應(yīng)的作用。
第2熱交換循環(huán)溶液存放容器4d的設(shè)置場(chǎng)所為第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c與加熱熱交換器11之間的氣液二相流體送入管9以外的部分，與第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c的下部連通地設(shè)置即可，不限于圖7、圖8的構(gòu)成。
即使這樣，也與實(shí)施形式1同樣，可抑制內(nèi)壓上升進(jìn)而抑制系內(nèi)飽和溫度的上升，減小熱阻。另外，可消除在熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)設(shè)置分隔壁3的麻煩，容易地進(jìn)行制作。
另外，通過(guò)在第2熱交換循環(huán)溶液存放容器4d內(nèi)或該容器4d外壁上設(shè)置發(fā)熱器等加熱器，控制該容器4d內(nèi)溫度，從而可調(diào)節(jié)第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c內(nèi)壓力，可控制加熱熱交換器11內(nèi)的沸騰溫度，可調(diào)節(jié)加熱熱交換器11的溫度。
在該場(chǎng)合，將空氣等不冷凝性氣體封入到第2熱交換循環(huán)溶液存放容器4d內(nèi)，有時(shí)利用不冷凝性氣體的膨脹、收縮對(duì)第1熱交換循環(huán)溶液存放容器4c內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)整即可。另外，在將加熱器設(shè)置于該容器4d外壁上的場(chǎng)合，當(dāng)在該第2熟交換循環(huán)溶液存放容器4d內(nèi)壁形成金屬網(wǎng)等多孔質(zhì)物質(zhì)的內(nèi)襯時(shí)，可經(jīng)常由熱交換循環(huán)溶液潤(rùn)濕該內(nèi)壁，防止該容器4d壁變干導(dǎo)致的溫度上升。
實(shí)施形式4圖9為示出本發(fā)明實(shí)施形式4的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在圖9中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4未如上述各實(shí)施形式那樣由具有開(kāi)孔2的分隔壁3分隔，而是由設(shè)于容器4上部的開(kāi)孔15與容器4外的周圍空間連通地構(gòu)成。
這樣，由于容器4內(nèi)與周圍空間連通，所以，設(shè)備內(nèi)的壓力經(jīng)常為周圍壓力，設(shè)備內(nèi)壓力不會(huì)上升。另外，由于設(shè)備內(nèi)壓力不上升，所以，設(shè)備內(nèi)飽和溫度經(jīng)常成為周圍壓力下的飽和溫度，可抑制飽和溫度的上升。在實(shí)施形式下，可抑制容器內(nèi)的壓力上升，所以，可緩和耐壓設(shè)計(jì)限制，可減小構(gòu)成設(shè)備的壁的厚度，重量輕、成本低。另外，容器4制成只要沒(méi)有液體泄漏即可，不需要?dú)饷苄?，制作容易。另外，由于不需要形成真空容器，所以，液體封入作業(yè)容易。但是，需要對(duì)來(lái)自開(kāi)孔15的灰塵的侵入或來(lái)自開(kāi)孔15的蒸汽泄漏導(dǎo)致的液體不足采取對(duì)策，需要定期維護(hù)。
在該實(shí)施形式中，如上述那樣，由于容器4內(nèi)與周圍空間由開(kāi)孔15連通，所以，設(shè)備內(nèi)的壓力常為一定，即使熱負(fù)荷增加，容器內(nèi)的氣液二相界面也基本不變化。在這樣的構(gòu)成的場(chǎng)合，如上述各實(shí)施形式那樣，在熱輸送的初期狀態(tài)下，容器內(nèi)管7幾乎全部與熱交換用循環(huán)溶液1接觸、與蒸汽12接觸的部分少時(shí)，即使熱負(fù)荷增加，氣液二相界面也基本上不變化，所以，容器內(nèi)的熱交換不能充分進(jìn)行。在實(shí)施形式中，例如容器內(nèi)管7從上向下貫通容器4內(nèi)，容器內(nèi)管7構(gòu)成為常與蒸汽12和熱交換用循環(huán)溶液1接觸。這樣，即使在高熱負(fù)荷下，容器內(nèi)的熱交換也可充分進(jìn)行。
實(shí)施形式5圖10為示出本發(fā)明實(shí)施形式5的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖10所示那樣，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4設(shè)置2根循環(huán)溶液輸送管A。通過(guò)設(shè)置2根以上循環(huán)溶液輸送管A，從而可使傳熱面積增大、熱阻減小。另外，從分散的高熱源或向分散的低熱源的熱輸送容易。另外，熱交換循環(huán)溶液存放容器4由于可相對(duì)多個(gè)循環(huán)溶液輸送管A共有化，所以，可比設(shè)置多個(gè)熱輸送設(shè)備的場(chǎng)合更緊湊。
實(shí)施形式6圖11為示出本發(fā)明實(shí)施形式6的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖11所示，形成通過(guò)分配容器16a和集合容器16b分別將氣液二相流體送入管9的設(shè)置加熱熱交換器11的部分、溶液送出管6的設(shè)置顯熱放散熱交換器10的部分、及容器內(nèi)管7分成多個(gè)的循環(huán)溶液輸送管。
這樣，各部的傳熱面積增大，熱阻和摩擦壓力損失減小。另外，從平面、曲面和無(wú)形的流體中的熱回收和散熱變?nèi)菀住Ａ硗?，通過(guò)將分配容器16a與集合容器16b之間的分成上述多個(gè)的循環(huán)溶液輸送管形成為細(xì)管，從而可提高傳熱效果，進(jìn)一步提高傳熱特性。
實(shí)施形式7圖12為示出本發(fā)明實(shí)施形式7的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖12所示那樣，循環(huán)溶液輸送管A由1根氣液二相流體送入管9、1根溶液送出管6、2根容器內(nèi)管7、7a、設(shè)于2根容器內(nèi)管7、7a間的1根第1容器外管(第4輸送通道)6a構(gòu)成。在容器外管6a設(shè)置與設(shè)于溶液送出管6的場(chǎng)合同樣的顯熱放散熱交換器10。
這樣，容器4內(nèi)和顯熱放散熱交換器10部分的傳熱面積增大，熱阻減小。
另外，通過(guò)將2根以上的第1容器外管6a和3根以上的容器內(nèi)管7、7a將循環(huán)溶液輸送管A進(jìn)一步形成為并列流路，可減小在循環(huán)溶液輸送管A繞一圈的期間的摩擦壓力損失，進(jìn)一步增大熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)流量(顯熱輸送量增大)。結(jié)果，整體的熱阻變小，即使加熱熱交換器11與顯熱放散熱交換器10之間的溫差小，也可輸送大量的熱。另外，從固體平面和曲面或無(wú)形的流體中等的熱回收或散熱容易。
在上述實(shí)施形式中，設(shè)于溶液送出管6和容器外管6a的顯熱放散熱交換器10也可設(shè)置分別不同的顯熱放散熱交換器10、10a。
在該實(shí)施形式中，也可使最接近加熱熱交換器11的容器內(nèi)管7以外的容器內(nèi)管7a不通過(guò)熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)，在該容器內(nèi)管7a設(shè)置別的加熱熱交換器11a。即，也可如圖13所示那樣，在容器內(nèi)管(第2輸送通道)7與溶液送出管(第1輸送通道)6之間具有設(shè)置了加熱熱交換器11a和顯熱放散熱交換器10a的第2容器外管(第5輸送通道)7b。另外，也可設(shè)置多個(gè)第2容器外管(第5輸送通道)7b。
這樣，由1個(gè)熱交換循環(huán)溶液存放容器4可容易地進(jìn)行從分散存在的熱源的熱回收和熱輸送。另外，變得緊湊。
另外，通過(guò)控制加熱熱交換器11(例如作為加熱熱交換器11安裝發(fā)熱器，調(diào)節(jié)供給到該發(fā)熱器的電力)，可調(diào)節(jié)熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)流量，可從另一加熱熱交換器11a輸送熱，同時(shí)，可調(diào)節(jié)加熱熱交換器11a的溫度。
實(shí)施形式8圖14為示出本發(fā)明實(shí)施形式8的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。圖14(a)為圖14(c)的A-A斷面圖，圖14(b)為圖14(c)的B-B線斷面。
在該實(shí)施形式中，熱交換循環(huán)溶液存放容器4收容上升到高溫的熱交換用循環(huán)溶液1和蒸汽12。另外，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4具有送出容器4內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的溶液送出口5和將熱交換用循環(huán)溶液1送入到容器4內(nèi)的溶液送入口80。在設(shè)于熱交換循環(huán)溶液存放容器4的上述溶液送出口5與上述溶液送入口80之間連接循環(huán)溶液輸送管A，構(gòu)成熱交換用循環(huán)溶液1循環(huán)的循環(huán)溶液輸送通道。
循環(huán)溶液輸送管A包含與上述溶液送出口5連接的溶液送出管(第1輸送通道)6、通過(guò)熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部的熱交換用循環(huán)溶液與容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的熱交換的容器內(nèi)管(第2輸送通道)7、及與上述溶液送入口80連接的溶液送入管(第3輸送通道)90，收容于熱交換循環(huán)溶液存放容器4的熱交換用循環(huán)溶液1從該容器4出來(lái)，從溶液送出管6經(jīng)過(guò)容器內(nèi)管7，再經(jīng)過(guò)溶液送入管90，返回到該容器4。在循環(huán)溶液輸送管A中的上述溶液送出管6設(shè)置顯熱放散熱交換器10，在上述溶液送入管90設(shè)置加熱熱交換器11。
設(shè)置加熱熱交換器11的溶液送入管90凸出到容器4內(nèi)，溶液送入口80位于容器內(nèi)的氣液界面的下方。另外，溶液送入口80與加熱熱交換器11之間的、凸出到容器內(nèi)的管90a與容器內(nèi)管7接觸，容器內(nèi)管7內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1與管90a內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1和管90a內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的蒸汽泡13進(jìn)行熱交換。
雖然蒸汽泡13有時(shí)從溶液送入口80流入到熱交換循環(huán)溶液存放容器4，但容器4內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1或蒸汽泡13與容器內(nèi)管7接觸，在該部位進(jìn)行熱交換，這樣，該蒸汽泡13進(jìn)行冷凝。另外，由于溶液送入管90內(nèi)的蒸汽泡13的量產(chǎn)生變化，所以，需要預(yù)先在容器4內(nèi)形成存在蒸汽12的空間地封入溶液1。
另外，在圖14中，從溶液送入管90的加熱熱交換器11到溶液送入口80的部分通過(guò)分配容器16a分成多個(gè)。另外，容器內(nèi)管7與實(shí)施形式6同樣成為通過(guò)分配容器16a和集合容器16b分成多個(gè)的構(gòu)成。
另外，熱交換循環(huán)溶液存放容器4不由分隔壁3分隔，僅由第1空間構(gòu)成。
在該實(shí)施形式下，雖然由加熱熱交換器11使溶液送入管90內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1沸騰，但在與容器內(nèi)管7接觸的管90a內(nèi)，沸騰而產(chǎn)生的蒸汽泡13冷凝，從溶液送入口80將冷凝的熱交換用循環(huán)溶液1送入到容器內(nèi)。管90a內(nèi)的蒸汽量隨著熱負(fù)荷的增加而增大，所以，冷凝的部分的面積和攪拌溶液的力增大，可更有效地進(jìn)行熱交換。因此，在該實(shí)施形式中，管90a內(nèi)的蒸汽量的變化使該部分的傳熱特性變化，可自動(dòng)抑制設(shè)備內(nèi)的壓力上升，所以，熱阻小，熱輸送能力提高。即，與實(shí)施形式1同樣，熱交換循環(huán)溶液存放容器內(nèi)的熱交換特性隨著熱負(fù)荷的增加而增大。
這樣，與實(shí)施形式1同樣，即使在該實(shí)施形式的熱輸送設(shè)備中，也不使用外部動(dòng)力，利用熱交換循環(huán)溶液的密度差使熱交換循環(huán)溶液在設(shè)備內(nèi)連續(xù)地循環(huán)，可朝任何方向輸送大量的熱。另外，還可長(zhǎng)距離輸送。另外，由于未設(shè)置具有可動(dòng)部的泵等，所以，耐久性、可靠性好，緊湊而且重量輕。
另外，可由管90a內(nèi)的蒸汽量的變化使該部分的傳熱特性變化，自動(dòng)地抑制設(shè)備內(nèi)的壓力上升，所以，熱阻小，熱輸送能力提高。
另外，即使是在加熱熱交換器與顯熱放散熱交換器之間的溫差小的場(chǎng)合，也可輸送大量的熱。
另外，由于在熱交換循環(huán)溶液存放容器內(nèi)的氣液界面以下設(shè)置容器內(nèi)管7，所以，不發(fā)生在低熱負(fù)荷下出現(xiàn)的循環(huán)流量的脈動(dòng)，從低熱負(fù)荷到高熱負(fù)荷穩(wěn)定地輸送熱。
另外，當(dāng)從加熱熱交換器直接將熱傳遞到第2輸送通道時(shí)，蒸汽發(fā)生量下降，熱交換循環(huán)溶液的循環(huán)流量減少，所以，最好在加熱熱交換器與第2輸送通道之間設(shè)置絕熱槽。
實(shí)施形式9圖15為示出本發(fā)明實(shí)施形式9的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖15所示，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4的周圍設(shè)置散熱熱交換器17。
這樣，可將從加熱熱交換器11進(jìn)入的熱量輸送到散熱熱交換器17和顯熱放散熱交換器10雙方，提高散熱能力。
散熱熱交換器17為另一熱輸送設(shè)備的受熱部，可使熱交換循環(huán)溶液存放容器4外壁直接露出到周圍流體，利用水冷、自然空冷、強(qiáng)制空冷(也包含行走風(fēng))、輻射進(jìn)行散熱，也可將翅片安裝于該外壁。
這樣的構(gòu)成主要是為了散熱，在希望減小散熱量的場(chǎng)合，也可使該外壁絕熱。例如，也可出于在某一時(shí)間增大散熱量的目的將該外壁露出散熱，在別的時(shí)間以將熱輸送到顯熱放散熱交換器10為目的，將絕熱用的罩設(shè)置于該外壁的周圍。
另外，當(dāng)將顯熱放散熱交換器10作為加熱器、將散熱熱交換器17作為散熱器使用時(shí)，可從下部朝上方輸送熱量，可朝雙向輸送熱量。
實(shí)施形式10
圖16為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖16所示，在環(huán)形通道存放容器18內(nèi)插入本發(fā)明構(gòu)成的熱輸送設(shè)備本體。即，在環(huán)形通道存放容器18內(nèi)收容由第1空間4a和第2空間4b構(gòu)成的熱交換循環(huán)溶液存放容器4，加熱熱交換器11和顯熱放散熱交換器10接觸于環(huán)形通道存放容器18地配置。另外，構(gòu)成溶液循環(huán)管A的容器內(nèi)管7、氣液二相流體送入管9、及溶液送出管6分別收容于環(huán)形通道存放容器18內(nèi)，分別在第1空間4a內(nèi)的加熱熱交換器11的設(shè)置部分和顯熱放散熱交換器10的設(shè)置部分以螺旋狀配置。
這樣，易于埋設(shè)于土壤中或建筑物的壁中等。
另外，圖17為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。圖17所示氣泡泵型熱輸送設(shè)備在環(huán)形通道存放容器18與加熱熱交換器11相接的部分的環(huán)形通道存放容器18內(nèi)部和環(huán)形通道存放容器18與顯熱放散熱交換器10相接的部分的環(huán)形通道存放容器18內(nèi)部分別設(shè)置隔板19，另外，分別將熱交換溶液20適量地封入到被分隔的部分中。
這樣，可減少溶液循環(huán)管A與環(huán)形通道存放容器18的接觸熱阻，提高熱輸送特性。
環(huán)形通道存放容器18具有土壤或周圍流體或受熱部或散熱部進(jìn)行熱交換的作用，也可在該環(huán)形通道存放容器18內(nèi)外壁上安裝翅片。特別是當(dāng)在設(shè)置顯熱放散熱交換器10的部分的周圍安裝螺旋狀的翅片時(shí)，更容易埋設(shè)到土壤中。
另外，圖18為示出本發(fā)明實(shí)施形式10的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。圖18所示氣泡泵型熱輸送設(shè)備將實(shí)施形式8的氣泡泵型熱輸送設(shè)備形成為4重管構(gòu)造。在該場(chǎng)合，如圖18所示那樣，在不必要的熱交換部設(shè)置絕熱材料(包含空氣或真空絕熱)20a，減小熱的交換。
這樣，可更容易地制作，可低成本化。
實(shí)施形式11圖19為示出本發(fā)明實(shí)施形式11的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖19所示那樣，在氣液二相流體送入管9的途中設(shè)置輔助發(fā)熱器21。
這樣，即使在顯熱放散熱交換器11與加熱熱交換器10之間的溫差小、加熱熱交換器10內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1不沸騰的場(chǎng)合，通過(guò)在輔助發(fā)熱器21通電進(jìn)行加熱，也可在加熱交換器10內(nèi)產(chǎn)生沸騰。這樣，熱交換用循環(huán)溶液1可在溶液循環(huán)管A內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，即使在溫差小的場(chǎng)合，也可輸送熱量。
輔助發(fā)熱器21的位置如為氣液二相流體送入管9的內(nèi)部的溶液上升的部分，則可如圖19所示那樣處于加熱交換器10的下部，也可處于加熱交換器10的上部。
另外，也可在設(shè)置了輔助發(fā)熱器21的部分的管內(nèi)壁或設(shè)置了加熱熱交換器11的部分的內(nèi)壁上設(shè)置氣泡核。氣泡核具有不受流體的流動(dòng)·攪拌、流體和通道壁的溫度變化等的影響、穩(wěn)定地將氣體殘留于上述內(nèi)壁面或流體通道中的作用，為圖20(a)所示那樣的設(shè)于管內(nèi)壁面A1上的劃痕22或圖20(b)所示那樣的由小導(dǎo)管23連接到流體(熱交換用循環(huán)溶液)1的流道的空間(凹腔型腔室)24。圖20那樣的凹坑也可由機(jī)械或化學(xué)加工形成，另外，也可在內(nèi)壁張?jiān)O(shè)金屬網(wǎng)來(lái)形成。或者，也可如圖20所示那樣在管內(nèi)壁面A1上燒結(jié)或接合金屬粒子25形成氣泡核26。
按照該構(gòu)造，即使在溫度低、內(nèi)部壓力低的場(chǎng)合，存在于氣泡核內(nèi)的殘留氣體成為蒸汽泡13的發(fā)生的起點(diǎn)，可容易發(fā)生蒸汽泡13，易于發(fā)生熱輸送的起動(dòng)，熱特性也提高。另外，即使在管內(nèi)部的流體與加熱熱交換器部分的管內(nèi)壁之間的溫度差小的場(chǎng)合，沸騰也容易發(fā)生，熱特性提高。
實(shí)施形式12圖22為示出本發(fā)明實(shí)施形式12的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。在該實(shí)施形式中，如圖22所示那樣，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4的左右兩端設(shè)置溶液送出口5、5a，溶液送出管6連接到該溶液送出口5、5a雙方，在途中合流，連接到容器內(nèi)管7。
在將氣泡泵型熱輸送設(shè)備搭載于車上的場(chǎng)合，由于傾斜和重力的影響可能使熱交換循環(huán)溶液存放容器4內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液1的氣液界面變動(dòng)，導(dǎo)致溶液送出口5露出到蒸汽空間。在該場(chǎng)合，由于將蒸汽引入到溶液送出管6內(nèi)，所以，熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)變差，熱輸送特性變差。對(duì)此，如該實(shí)施形式那樣，在熱交換循環(huán)溶液存放容器4上設(shè)置多個(gè)溶液送出口5、5a，溶液送出管6與該多個(gè)溶液送出口連接，同時(shí)，連接部分合流，與容器內(nèi)管7連接，從而使得不易受到朝左右、前后的傾斜的影響和體積力(例如重力)的方向的影響。
圖23為示出本發(fā)明實(shí)施形式12的另一氣泡泵型熱輸送設(shè)備的斷面構(gòu)成圖。圖23(b)為圖23(a)的B-B線斷面圖。在圖23所示場(chǎng)合，熱交換循環(huán)溶液存放容器4橫向設(shè)置，在其左右兩端設(shè)置溶液送出口5、5a，溶液送出管6連接于該溶液送出口5、5a雙方，在途中合流，連接到容器內(nèi)管7。
在該實(shí)施形式下，氣液二相流體送入管9的設(shè)置加熱熱交換器11的部分通過(guò)分配容器16a形成為分成多個(gè)的循環(huán)溶液輸送管。另外，容器內(nèi)管7通過(guò)分配容器16a和集合容器16b形成為分成多個(gè)循環(huán)溶液輸送管。
即使這樣構(gòu)成，也可獲得與圖22的場(chǎng)合同樣的效果。
實(shí)施形式13圖24～圖27為示出將氣泡泵型熱輸送設(shè)備用作箱體或建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)或空調(diào)輔助系統(tǒng)的場(chǎng)合的具體構(gòu)成的圖。
在圖24和圖25中，在保護(hù)控制設(shè)備等的發(fā)熱體28的箱體27中設(shè)置加熱熱交換器11，在周圍空氣(室外機(jī)30)或地下(土壤、下水、利用熱的場(chǎng)合的蓄熱體)29設(shè)置顯熱放散熱交換器10。
通過(guò)這樣形成，可在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下輸送熱量。另外，還可減小該箱體或建筑物內(nèi)的溫度變化。因此，通過(guò)代替此前使用的空調(diào)設(shè)備或用作該空調(diào)設(shè)備的輔助系統(tǒng)，可減少能量。
加熱熱交換器11的設(shè)置部位不限于箱體27中，也可直接設(shè)置到發(fā)熱體、或設(shè)置到太陽(yáng)光入射的箱體或建筑物的屋頂、屋頂平臺(tái)、頂樓層、側(cè)壁等任一個(gè)。另外，顯熱放散熱交換器10的設(shè)置部位除上述外也可為河流、海洋等。
圖26為示出應(yīng)用于高層建筑物空調(diào)系統(tǒng)和地板采暖系統(tǒng)的例子。在圖26中，將熱源32設(shè)置于建筑物31的屋頂平臺(tái)上，來(lái)自該熱源32的熱由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100輸送，用于地板暖氣設(shè)備33和建筑物內(nèi)的空調(diào)34。
過(guò)去，高層建筑物空調(diào)系統(tǒng)大多根據(jù)設(shè)置、維護(hù)、及散熱的容易性將該熱源和冷源設(shè)置于屋頂平臺(tái)，所以，利用機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵將熱朝下方輸送。然而，通過(guò)將本發(fā)明的熱輸送設(shè)備用于該高層建筑物空調(diào)系統(tǒng)，從而不需要上述機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵，可減少熱媒體輸送所需要的能量。另外，可消除從機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵產(chǎn)生的噪聲。
另外，在地板采暖時(shí)，過(guò)去由機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵將由鍋爐升溫后的工作流體送入到埋設(shè)于地板的流路進(jìn)行地板采暖，但通過(guò)使用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備代替機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵，可減少機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵所需要的能量，可消除從機(jī)械驅(qū)動(dòng)型泵產(chǎn)生的噪聲。
圖27示出在溫室栽培的空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用的例子。近年的農(nóng)業(yè)得到進(jìn)一步的提升，許多作物進(jìn)行溫室栽培。雖然機(jī)械地進(jìn)行溫度·濕度的管理的場(chǎng)合也變多，但幾乎所有場(chǎng)合溫室內(nèi)的溫度管理由人手進(jìn)行，為非常煩雜的作業(yè)。
在這樣的場(chǎng)合，如圖27所示那樣，如在均熱性優(yōu)良的土壤29設(shè)置本發(fā)明的熱輸送設(shè)備的顯熱放散熱交換器10，則可減少塑料薄膜大棚35內(nèi)的溫度變化。相反，當(dāng)利用地?zé)崾箿厥覂?nèi)溫度上升時(shí)，可減少此前將室溫保持為高溫的狀態(tài)而使用的鍋爐等所消耗的能量。
實(shí)施形式14
圖28為示出氣泡泵型熱輸送設(shè)備用作室外測(cè)量設(shè)備散冷元件的場(chǎng)合的具體構(gòu)成的圖。
室外測(cè)量·控制設(shè)備或變壓器(例如輸配電線中繼設(shè)備和遲滯測(cè)量設(shè)備等)的性能提高、大容量化及緊湊化等使內(nèi)部發(fā)熱密度增大，其冷卻方法成為問(wèn)題。另外，關(guān)于室外設(shè)備的冷卻，受到天氣左右的部分較大，需要不受天氣左右的冷卻元件。另外，將空冷用的翅片等設(shè)置于箱體表面的例子較多，存在灰塵等堵塞孔導(dǎo)致的冷卻性能下降和不良天氣(例如臺(tái)風(fēng)等)導(dǎo)致的破損等問(wèn)題。另外，在砂漠地帶中，由于白天周圍環(huán)境溫度較高，所以，發(fā)熱體的冷卻為嚴(yán)重的問(wèn)題。
因此，如圖28所示，通過(guò)將本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100用作這些冷卻元件，將顯熱放散熱交換器10設(shè)置到土壤29中或電線桿36等不易破壞的物體的內(nèi)部，可解決上述問(wèn)題。
實(shí)施形式15圖29為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于抑制熱島現(xiàn)象的場(chǎng)合的具體構(gòu)成的圖。
在城市，大地的表面由混凝土和瀝青覆蓋，土壤露出的部分和綠地顯著減少。此外，該地區(qū)的大氣溫度易于上升，產(chǎn)生所謂的熱島現(xiàn)象。
作為解決該現(xiàn)象的方法，如圖29所示那樣，利用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100，通過(guò)熱管37將加熱熱交換器11設(shè)置于路面38和空調(diào)用室外機(jī)39等，將顯熱放散熱交換器10設(shè)置到土壤29或河流、下水等中，將來(lái)自太陽(yáng)光的進(jìn)入熱量和從生活產(chǎn)生的廢熱積極地輸送到地中等，從而可抑制熱島現(xiàn)象。另外，周圍環(huán)境溫度下降，可減少冷氣所消耗的電力，對(duì)減少CO2作出大的貢獻(xiàn)。
圖30為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于季間融雪或砂漠的綠地化的場(chǎng)合的具體的構(gòu)成。
存在冬季道路中的積雪導(dǎo)致的打滑事故、屋頂?shù)陌已?、道路上的除雪作業(yè)等在大雪地區(qū)由積雪產(chǎn)生的問(wèn)題。實(shí)施形式10所示熱輸送設(shè)備為易于埋設(shè)于土壤并且可朝雙向進(jìn)行熱輸送的熱輸送設(shè)備，所以，也可如圖30那樣設(shè)置上述熱輸送設(shè)備100，將夏季的太陽(yáng)能儲(chǔ)存于土壤(或?qū)Ｓ玫男顭狍w)29中，在冬季使用該熱量，將落下堆積的雪融化。而且，無(wú)負(fù)荷而且沒(méi)有控制的必要性，不需維護(hù)，在山中等難以獲得電力的場(chǎng)所也可使用。
同樣，通過(guò)將該熱輸送設(shè)備埋設(shè)于砂漠中，將白天的太陽(yáng)能存儲(chǔ)到土壤中，晚上將該能量放出到大氣中。這樣，可抑制砂漠地帶特有的晝夜間的大的氣溫變動(dòng)，另外，可抑制水分蒸發(fā)，為此，有助于砂漠的綠地化事業(yè)。
實(shí)施形式16圖31為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于無(wú)泵水冷系統(tǒng)的場(chǎng)合的具體構(gòu)成的圖。
搭載于電車、汽車的電子設(shè)備的發(fā)熱量逐年增加，過(guò)去由空冷散熱，但現(xiàn)在達(dá)到了如不進(jìn)行水冷則不能對(duì)應(yīng)的狀況。然而，從空冷系統(tǒng)向水冷系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生成本高、設(shè)置位置限制(主要由泵設(shè)置位置限制或?yàn)榱丝s短冷卻水配管而受到限制)、可靠性、需要維護(hù)等許多的問(wèn)題。如利用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備。則不需要循環(huán)用泵，不需要用于設(shè)置該泵的空間。另外，本發(fā)明的熱輸送設(shè)備可進(jìn)行靈活的配置，所以，設(shè)置位置的限制減輕。
圖31(a)、(b)為示出實(shí)施形式的具體構(gòu)成的圖，第1空間、加熱熱交換器、分配容器、集合容器一體成形，將其設(shè)置于電氣設(shè)備部40。另外，將顯熱放散熱交換器10設(shè)置于風(fēng)扇41。這樣，可由低成本實(shí)現(xiàn)可靠性高、緊湊的無(wú)泵水冷系統(tǒng)。另外，在過(guò)去的冷卻系統(tǒng)中，為了從發(fā)熱體將熱傳遞到冷卻水，利用對(duì)流傳熱，所以，必須在傳熱面安裝多個(gè)翅片，增大傳熱面積，翅片制作使成本變高，但在本發(fā)明中，由于利用沸騰對(duì)流傳熱，所以，傳熱特性良好，不一定非要該部分的翅片制作，可實(shí)現(xiàn)低成本化。
實(shí)施形式17圖32為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于高效焚燒爐的構(gòu)成圖。
焚燒爐一般利用煙囪效果吸引低溫新鮮空氣，排出由燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣。由于吸入低溫空氣，所以燃燒溫度變低，其效率下降，同時(shí)，必須設(shè)置高煙囪。
利用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備，如圖32所示那樣，由熱輸送設(shè)備101將從燃燒室42送出的高溫氣體43保有的熱能提供給從送風(fēng)通道44吸入的空氣45，以自然送風(fēng)的方式將高溫新鮮的空氣送到燃燒室42。另外，由熱輸送設(shè)備102將上述高溫氣體43保有的熱能提供給輸送到燃燒室42的垃圾46，對(duì)垃圾46進(jìn)行預(yù)熱，除去包含于垃圾46中的水分，從而可提高燃燒效率。另外，不需要設(shè)置高煙囪。另外，由于使燃燒溫度上升，所以，可抑制特別是在小型焚燒爐中成為問(wèn)題的有害的二英等的發(fā)生。
另外，在大型焚燒爐中，為了除去廢氣中的有害成分，需要設(shè)置化學(xué)處理設(shè)備47、使廢氣多次成為低溫，但為了最終排出廢氣，進(jìn)行再加熱，形成為高溫氣體。如對(duì)這樣的部分也由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備103將上述高溫氣體43保有的熱能輸送到最終排出的廢氣，則可有效地利用熱能。另外，雖然圖中未示出，但也可由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備將除去有害成分時(shí)除去的熱量輸送到最終排出的廢氣，有效地利用熱能。
另外，也可使用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備，利用燃燒熱能對(duì)回收的空罐等低熔點(diǎn)金屬進(jìn)行精煉，構(gòu)成融合了垃圾回收和精煉作業(yè)的高效型精煉廠。
另外，通過(guò)相對(duì)本發(fā)明的熱輸送設(shè)備安裝發(fā)電系統(tǒng)(利用熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán))，也可進(jìn)行垃圾發(fā)電。
實(shí)施形式18圖33為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于混合式熱利用系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
如圖33所示，在太陽(yáng)能電池板38設(shè)置本發(fā)明的熱輸送設(shè)備的加熱熱交換器11，作為熱交換用循環(huán)溶液1，例如封入磁性流體。另外，在循環(huán)溶液輸送管A的周圍卷繞導(dǎo)線49。這樣，可使太陽(yáng)能電池板38的溫度下降，防止其發(fā)電能力下降，同時(shí)，可由熱交換用循環(huán)溶液1的循環(huán)使電流在導(dǎo)線49內(nèi)流動(dòng)，可進(jìn)行發(fā)電。另外，與蓄熱體(例如裝入絕熱容器中的水)接觸地設(shè)置顯熱放散熱交換器10，可將其熱用于別的用途(例如家庭用溫水)。
實(shí)施形式19圖34為示出為了人工地形成優(yōu)良漁場(chǎng)或?yàn)榱宋谟糜陲嬃?、化妝品的場(chǎng)合受到注目的海洋深層水而應(yīng)用本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備的場(chǎng)合的具體的構(gòu)成圖。
如圖34所示，將本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100的加熱熱交換器11設(shè)置到海洋上部的高溫海水或太陽(yáng)光入射的大氣中，在以連接海洋深層水部分與海洋表面的方式設(shè)置的圓筒形管50的下端內(nèi)設(shè)置顯熱放散熱交換器10，從而使圓筒形管50的下端內(nèi)的海洋深層水的溫度上升，由周圍低溫海水的密度差產(chǎn)生的浮力使海洋深層水在該圓筒形管50中自然上升，所以，可容易地吸引該海洋深層水。
實(shí)施形式20圖35為示出將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于淡水化領(lǐng)域的場(chǎng)合的具體構(gòu)成圖。
通過(guò)利用太陽(yáng)熱、使海水蒸發(fā)，在別的容器中使發(fā)生的蒸汽冷凝，從而可廣泛地利用淡水化的技術(shù)。然而，在進(jìn)行淡水化的許多的地方，沒(méi)有用于冷凝的冷熱源的場(chǎng)合較多。
如圖35所示，將本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100的加熱熱交換器11設(shè)置到由太陽(yáng)熱蒸發(fā)的海水的蒸汽51通過(guò)的通道中，同時(shí)，將熱輸送設(shè)備100的顯熱放散熱交換器10設(shè)置到土壤29中，利用土壤中的冷熱，可高效率地將海水52淡化成淡水53，不選擇場(chǎng)所就可進(jìn)行淡水化。
另外，也可使用低溫海水代替土壤中的冷熱。
另外，也可作為遇難時(shí)的攜帶用緊急淡水化設(shè)備。
實(shí)施形式21圖36和圖37為示出分別將本發(fā)明的氣泡泵型熱輸送設(shè)備用于在月環(huán)表面居住區(qū)的建設(shè)的場(chǎng)合的具體構(gòu)成圖。
現(xiàn)在，航天技術(shù)的發(fā)展已使得到達(dá)月面成為可能。然而，在月面中，當(dāng)太陽(yáng)光入射時(shí)，表面溫度在150℃以上，相反，在太陽(yáng)光不入射時(shí)，達(dá)到-150℃以下，存在300K左右的溫度變化。此外，通常的固體由熱應(yīng)力破壞，月面上已砂漠化。因此，即使在月面上設(shè)置建筑物其壽命也較短。
如圖36所示，利用本發(fā)明的熱輸送設(shè)備將加熱熱交換器11埋設(shè)于建筑物54的壁和屋頂中，將顯熱放散熱交換器10埋設(shè)于月面55的地中，將地中作為蓄熱體，從而可縮小該溫度變動(dòng)幅度，使得可建設(shè)建筑物。此時(shí)，如圖36所示，為了減小周向的溫度分布，最好將環(huán)形熱管56設(shè)置到加熱熱交換器11的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。另外，也可由熱管57將存貯于地中的熱輸送到建筑物54的地板。
另外，當(dāng)如圖37所示那樣將建筑物54建設(shè)于洼地58的經(jīng)常被遮蔭的部分時(shí)，溫度變動(dòng)小，建筑物54的壽命變長(zhǎng)，但為了人進(jìn)行居住，必須將建筑物54的內(nèi)部溫度保持為地球環(huán)境程度的溫度。為此，可考慮由太陽(yáng)能電池板發(fā)電、使用該電力管理室內(nèi)溫度的方法，但在萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí)，可能成為-150℃以下的環(huán)境。因此，如圖37所示那樣，將加熱熱交換器11設(shè)置到陽(yáng)光照射到的表面或表層中，由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備101將入射到該表面的太陽(yáng)能存貯到土壤中，由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備102或熱管等將存貯的地中的熱輸送到建筑物54內(nèi)，形成對(duì)建筑物溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。這樣，可減小用于室內(nèi)溫度管理的能量，即使在發(fā)生意外的情況下，也可保證人生存的最低限度的溫度環(huán)境。
由這樣的手法，使得月面居住成為可能，可進(jìn)一步促進(jìn)航天，天體觀測(cè)、及無(wú)重力加工技術(shù)的發(fā)展。
實(shí)施形式22此外，還可考慮向循環(huán)型社會(huì)系統(tǒng)的構(gòu)筑的應(yīng)用。
作為節(jié)能和氣候變暖的1個(gè)對(duì)策，研究了循環(huán)型社會(huì)系統(tǒng)特別是能量的長(zhǎng)距離輸送技術(shù)。然而，在此前的熱輸送技術(shù)中，存在與能量的使用和高低差相關(guān)的問(wèn)題等，難以得到實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的熱輸送設(shè)備可在無(wú)動(dòng)力狀態(tài)下朝所有方向進(jìn)行熱輸送，另外，由于為顯熱輸送，所以，流路的上下方向的曲行沒(méi)有問(wèn)題，所以，可實(shí)現(xiàn)由本發(fā)明的熱輸送設(shè)備連接的高效能量循環(huán)城市。
實(shí)施形式23另外，可考慮相對(duì)建筑物高層化的在地下室利用方面的應(yīng)用?，F(xiàn)在對(duì)住宅獲得的需求仍很高，但找到便于利用的土地非常困難，另外，用于建設(shè)住宅的土地的價(jià)格仍然較高。因此，住宅建設(shè)從過(guò)去的2層住宅轉(zhuǎn)移到3層或4層住宅，土地面積小，但建筑了大量的地面面積寬的住宅。然而，過(guò)去考慮的地下的利用一向未有進(jìn)展。原因是地下的居住空間不易換氣，易于成為多濕空間，所以，作為居住空間和保管倉(cāng)庫(kù)都不適合。
如圖38所示那樣，在住宅壁面形成從地下到頂樓層的通道59、60，將本發(fā)明的熱輸送設(shè)備100設(shè)置到一方的通道59，使顯熱放散熱交換器10處于通道下端內(nèi)地將加熱熱交換器11安裝于住宅的壁面，這樣，通道下端內(nèi)空氣溫度上升，通過(guò)通道59將熱和空氣輸送到頂樓層(煙囪效果)。另外，新鮮空氣從連接到地下室61的另一方的通道60流入，所以，地下室61不成為多濕、空氣沉積的空間，在地下可提供舒適的生活空間。
實(shí)施形式24
另外，可考1慮在個(gè)人計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的冷卻的應(yīng)用。在現(xiàn)在使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行發(fā)熱量大、使用風(fēng)扇的強(qiáng)制空冷散熱。雖然風(fēng)扇的靜音性能不斷提高，但要求更高的靜音性。
因此，在個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)底部或橫側(cè)的寬空間設(shè)置自然空冷式的顯熱放散熱交換器11，另一方面，將發(fā)熱的CPU安裝于氣液二相流體送入管9，從而不需要風(fēng)扇即可有效地散熱。另外，也可將殼體壁用作顯熱放散熱交換器。這樣，可構(gòu)筑無(wú)風(fēng)扇散熱系統(tǒng)，提供低噪聲的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
以上說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式。應(yīng)該理解，這樣公開(kāi)的目的是進(jìn)行說(shuō)明，不脫離由后附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的范圍即可進(jìn)行多種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于包括熱交換循環(huán)溶液存放容器、溶液送出口、溶液送入口、及循環(huán)溶液輸送通道；該熱交換循環(huán)溶液存放容器收容熱交換用循環(huán)溶液和上述循環(huán)溶液的蒸汽；該溶液送出口用于將該存放容器內(nèi)的上述熱交換用循環(huán)溶液送出到存放容器外；該溶液送入口將熱交換用循環(huán)溶液送入到上述存放容器內(nèi)；該循環(huán)溶液輸送通道具有第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，并連接上述第1輸送通道、第2輸送通道、及第3輸送通道，該第1輸送通道與上述溶液送出口連接并設(shè)置顯熱放散熱交換器，該第2輸送通道用于熱交換用循環(huán)溶液與上述存放容器內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液進(jìn)行熱交換，該第3輸送通道與上述溶液送入口連接并設(shè)置加熱熱交換器；上述溶液送入口與上述加熱熱交換器之間的上述第3輸送通道與上述第2輸送通道接觸，上述第2輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液與上述第3輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液及上述第3輸送通道內(nèi)的熱交換用循環(huán)溶液的蒸汽泡進(jìn)行熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于在上述熱交換循環(huán)溶液存放容器上設(shè)置多個(gè)溶液送出口和多個(gè)溶液送入口，由多個(gè)循環(huán)溶液輸送通道連接上述溶液送出口與上述溶液送入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于上述第1輸送通道、上述第2輸送通道、及上述第3輸送通道中的至少1個(gè)輸送通道由通過(guò)分配容器和集合容器分成多個(gè)的輸送通道構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于上述循環(huán)溶液輸送通道具有多個(gè)第2輸送通道，在這些第2輸送通道之間具有設(shè)置了顯熱放散熱交換器的第4輸送通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于在上述第2輸送通道與上述第1輸送通道之間具有設(shè)置了加熱熱交換器與顯熱放散熱交換器的1個(gè)或多個(gè)第5輸送通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于上述熱交換循環(huán)溶液存放容器具有散熱熱交換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于上述第3輸送通道具有輔助發(fā)熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于在上述熱交換循環(huán)溶液存放容器上設(shè)置多個(gè)溶液送出口，上述第1輸送通道與上述多個(gè)溶液送出口連接，同時(shí)，與上述多個(gè)溶液送出口連接的連接部分合流，與上述第2輸送通道連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡泵型熱輸送設(shè)備，其特征在于將上述熱交換循環(huán)溶液存放容器和上述循環(huán)溶液輸送通道內(nèi)裝于環(huán)形通道存放容器。
全文摘要
可獲得熱阻小、熱輸送量大的氣泡泵型熱輸送設(shè)備。具有熱交換循環(huán)溶液存放容器(4)和循環(huán)溶液輸送通道(A)；該熱交換循環(huán)溶液存放容器(4)由第1空間(4a)和由連通孔(2)連通到第1空間(4a)的第2空間(4b)構(gòu)成，在各空間收容熱交換用循環(huán)溶液(1)和循環(huán)溶液的蒸汽(12)；循環(huán)溶液輸送通道(A)具有與設(shè)于該容器(4)的溶液送出口(6)連接并設(shè)置有顯熱放散熱交換器(10)的管(6)、設(shè)于容器(4)內(nèi)的管(7)、及與氣液二相流體送入口(8)連接并設(shè)置有加熱熱交換器(11)的管(9)。從氣液二相流體送入口(8)流入的氣液二相流體僅流入到第1空間(4a)，由于流入而在各空間(4a、4b)內(nèi)產(chǎn)生壓力差時(shí)，第1空間(4a)與第2空間(4b)的氣液界面位置變化。
文檔編號(hào)F28D15/02GK1920466SQ20061010808
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者一法師茂俊, 上原伸哲, 山田晃, 大串哲朗, 山蔭久明 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社