(57)【要約】【課題】吸放熱装置の効率を高める。【解決手段】吸放熱装置１００を通過する流路１０１に二方向流体ポンピング装置１２３を直列に接続する。方向変更制御装置２５０は、電源３００により駆動され、二方向流体ポンピング装置１２３を制御して、流体１０の流向を周期的に正逆方向に圧送する。また、吸放熱装置１００の両端に温度測定装置１１、１１‘を有する。これにより、（１）吸放熱装置の吸熱または放熱機能作動時、内部温度差の分布状態を変更し熱交換効率を高め、（２）流路内の不純物、汚染物を流体と一緒に排出することができる。【選択図】図４
2010032207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体（１０）が流れる一流路（１０１）を有し、
前記一流路の正逆方向に流体を圧送することができる二方向流体ポンピング装置（１２３）に接続される吸放熱装置であって、
前記二方向流体ポンピング装置（１２３）は、方向変更制御装置（２５０）によって制御され、流体の流向を周期的に正逆方向へ変更することによって、
その流体との温度分布状態を適時に改善可能とすることを特徴とする吸放熱装置。
【請求項２】
流路（１０１）に流体を圧送する二方向流体ポンピング装置（１２３）を吸放熱装置（１００）に直列に接続し、
電源（３００）によって駆動され、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）を制御して流体の流向を周期的に正逆方向に変更する方向変更制御装置（２５０）を設け、
前記二方向流体ポンピング装置（１２３）は、
１．生じる正圧で流体を推進する流体ポンピング装置により構成され、または、
２．生じる負圧で流体を吸引する流体ポンピング装置により構成され、または、
３．生じる正圧で流体を推進し、または生じる負圧で流体を吸引する流体ポンピング装置により構成されて、流体（１０）をポンピングし、
流体ポンプは、電源（３００）より電力を供給されて電力モータが駆動し、またはエンジン動力・その他風エネルギー、熱エネルギー、温度差エネルギー、太陽エネルギーなどから生成、変換される機械動力、電力により駆動され、
前記電源（３００）は、交流または直流の市内電源システムまたは独立した電気エネルギー供給装置から電気エネルギーを供給されて、駆動電源を供給し、
前記方向変更制御装置（２５０）は、メカトロニクスコンポーネント、固体電子回路コンポーネントまたはマイクロプロセッサ及び関連ソフトウェア及び制御インターフェースによって構成することによって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）を制御することにより、
１．前記排冷吸熱装置または吸放熱装置（１００）を流れる流体のポンピング流向を周期的に変更することにより、前記吸放熱装置（１００）の中を通過する流路（１０１）の流体（１０）と熱交換体の温度分布状態を制御し、または、
２．前記二方向流体ポンピング装置（１２３）が圧送する流体の流量を制御することにより、熱交換体の温度を調整、制御し、または、
３．上述の１．及び２．項の機能を混合して制御し、
流体の流向を周期的に変更する時機は、
１．手動で流体のポンピング流向を制御し、または
２．前記方向変更制御装置（２５０）にて方向変更周期の時間を設定することによって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、前記流路（１０１）を通過する流体（１０）の流向を変更することを特徴とする請求項１に記載の吸放熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の吸放熱装置に基づき、
圧送する流体の温度変化を直接または間接に測定できる位置に、少なくとも一個の温度測定装置（１１）を更に設置し、その測定信号を方向変更制御装置（２５０）へ送り、
流体の方向を周期的に変更する時期は、
１．手動で前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、または、
２．前記方向変更制御装置（２５０）にて、設定した時間周期または温度変動の時間周期を参照することによって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、または、
３．前記温度測定装置（１１）の測定信号を前記方向変更制御装置（２５０）へ伝送し、前記吸放熱装置（１００）が設定温度になったとき、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、流路（１０１）を通過する流体（１０）を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置（１００）の温度分布状態を変更することを特徴とする請求項２に記載の吸放熱装置。
【請求項４】
請求項２記載の吸放熱装置に基づき、
少なくとも前記吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）の付近の二箇所に温度測定装置（１１）、（１１’）を設置し、それらの測定信号を前記方向変更制御装置（２５０）へ送り、
前記方向変更制御装置（２５０）によって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、
または前記方向変更制御装置（２５０）にて方向変更時間の周期を設定することによって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御して流体の流向を変更し、
比較的高温の流体を流体口（ｂ）より吸放熱装置（１００）に圧送し、流体口（ａ）より排出する際、前記吸放熱装置（１００）内で比較的低温の流体の温度が徐々に上昇し、流体口（ａ）で比較的高温の温度分布を形成するところ、
上述のように流路（１０１）を通過する流体（１０）を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、前記吸放熱装置（１００）の温度分布状態を変更することを特徴とする請求項２に記載の吸放熱装置。
【請求項５】
請求項１記載の吸放熱装置に基づき、
二個の二方向流体ポンピング装置（１２３）を設置し、
手動で、または方向変更制御装置（２５０）により、設定した方向変更時間の周期に従って、二個の前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御して流体の流向を変更し、
比較的高温の流体を流体口（ｂ）より吸放熱装置（１００）に圧送し、流体口（ａ）より排出する際、前記吸放熱装置（１００）内で比較的低温の流体の温度が徐々に上昇し、流体口（ａ）で比較的高温の温度分布を形成するところ、
上述のように流路（１０１）を通過する流体（１０）を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、前記吸放熱装置（１００）の温度分布状態を変更することを特徴とする請求項１に記載の吸放熱装置。
【請求項６】
請求項５記載の吸放熱装置に基づき、
圧送する流体の温度変化を直接または間接に測定できる位置に、少なくとも一個の温度測定装置（１１）を更に設置し、その測定信号を前記方向変更制御装置（２５０）へ送り、
流体の方向を周期的に変更する時期は、
１．手動で前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、または、
２．前記方向変更制御装置（２５０）にて、設定した時間周期または温度変動の時間周期を参照することによって、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、または、
３．前記温度測定装置（１１）の測定信号を前記方向変更制御装置（２５０）へ伝送し、前記吸放熱装置（１００）が設定温度になったとき、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、流路（１０１）を通過する流体（１０）を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、前記吸放熱装置（１００）の温度分布状態を変更することを特徴とする請求項５に記載の吸放熱装置。
【請求項７】
請求項５記載の吸放熱装置に基づき、
少なくとも前記吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）の付近の二箇所に温度測定装置（１１）、（１１’）を設置し、測定した温度信号を前記方向変更制御装置（２５０）へ送り、
前記方向変更制御装置（２５０）によって、二個の前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御し、
または前記方向変更制御装置（２５０）にて方向変更時間の周期を設定し、前記二方向流体ポンピング装置（１２３）のポンピング方向を制御して流体の流向を変更し、
比較的高温の流体を流体口（ｂ）より吸放熱装置（１００）に圧送し、流体口（ａ）より排出する際、前記吸放熱装置（１００）で比較的低温の流体の温度が徐々に上昇し、流体口（ａ）で比較的高温の温度分布を形成するところ、
上述のように流路（１０１）を通過する流体（１０）を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、前記吸放熱装置（１００）の温度分布状態を変更することを特徴とする請求項５に記載の周期的に正逆方向へ圧送する一流路を持つ吸放熱装置。
【請求項８】
前記二方向流体ポンピング装置（１２３）の構造は、下記の一種或いは一種以上の構造により構成されるものを含むことを特徴とする請求項２に記載の吸放熱装置。
（構造例１−１）
１．少なくとも一個の二方向流体ポンプ（１２３）を吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）または流体口（ｂ）との間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置（２５０）により二方向流体ポンプ（１２３）を制御し、周期的に正逆方向へポンピングを行うことによって、流体の流向を周期的に変更する。
（構造例１−２）
２．少なくとも一個の二方向流体ポンプ（１２３）を吸放熱装置（１００）の中間に設置する。
方向変更制御装置（２５０）により二方向流体ポンプ（１２３）を制御し、周期的に正逆方向へポンピングを行うことによって、流体の流向を周期的に変更する。
（構造例１−３）
３．少なくとも二個の二方向流体ポンプ（１２３）を別々に吸放熱装置（１００）の両端の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、
１）二個の二方向流体ポンプ（１２３）が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。または
２）二個の二方向流体ポンプ（１２３）の一方が正流向、他方が逆流向のポンピングを交替して行う。
（構造例２−１）
４．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）または流体口（ｂ）との間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、二個の一方向流体ポンプ（１２０）が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する一方向流体ポンプ（１２０）が逆方向へ圧送することができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ（１２６）と並列に接続する。
（構造例２−２）
５．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、二個の吸放熱装置（１００）の中間に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、二個の一方向流体ポンプ（１２０）が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する一方向流体ポンプ（１２０）が逆方向へ圧送することができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ（１２６）と並列に接続する。
（構造例２−３）
６．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、吸放熱装置（１００）の両端の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、
１．二組の二方向流体ポンピング装置（１２３）が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。または
２．それぞれの二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する二個の一方向流体ポンプが周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する一方向流体ポンプ（１２０）が逆方向へ圧送することができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ（１２６）と並列に接続する。
（構造例３−１）
７．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を並列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）との間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、二個の一方向流体ポンプ（１２０）が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する一方向流体ポンプ（１２０）が逆流を防止できない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に順方向に一方向バルブ（１２６）と直列に接続してから、さらに並列に接続することによって、逆流を防止する。
（構造例３−２）
８．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を並列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、二個の吸放熱装置（１００）の中間に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、二個の一方向流体ポンプ（１２０）が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する一方向流体ポンプ（１２０）が逆流を防止できない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に順方向に一方向バルブ（１２６）と直列に接続してから、さらに並列に接続することによって、逆流を防止する。
（構造例３−３）
９．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ（１２０）を並列に接続し、二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成してから、吸放熱装置（１００）の両端の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）に設置する。
方向変更制御装置（２５０）の制御により、
１．二組の二方向流体ポンピング装置（１２３）が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。または
２．それぞれの二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成する二個の一方向流体ポンプ（１２０）が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし一方向流体ポンプ（１２０）が逆方向へ圧送することができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ（１２０）を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ（１２６）と並列に接続する。
（構造例４−１）
１０．少なくとも一個の一方向流体ポンプ（１２０）と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御ができる流体バルブ（１２９）、（１２９’）によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置（１２３）を構成し、吸放熱装置（１００）の流体口（ａ）または流体口（ｂ）との間の一箇所に設置する。
一方向流体ポンプ（１２０）の作動時、方向変更制御装置（２５０）の制御により、その中の「二個の流体バルブ（１２９）がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）する状態」と「二個の流体バルブ（１２９）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がオープン（ｏｐｅｎ）する状態」を交替して制御し、流体の流向を周期的に変更する。
（構造例４−２）
１１．少なくとも一個の一方向流体ポンプ（１２０）と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御ができる流体バルブ（１２９）、（１２９’）によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置（１２３）構成し、二個の吸放熱装置（１００）の中間に設置する。
一方向流体ポンプ（１２０）の作動時、方向変更制御装置（２５０）の制御により、その中の「二個の流体バルブ（１２９）がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）する状態」と、「二個の流体バルブ（１２９）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がオープン（ｏｐｅｎ）する状態」を交替して制御し、流体の流向を周期的に変更する。
（構造例４−３）
１２．少なくとも一個の一方向流体ポンプ（１２０）と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御ができる流体バルブ（１２９）、（１２９’）によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置（１２３）構成し、吸放熱装置（１００）の両端の流体口（ａ）及び流体口（ｂ）に設置する。
一方向流体ポンプ（１２０）の作動時、方向変更制御装置（２５０）の制御により、その中の「二個の流体バルブ（１２９）がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）する状態」と「二個の流体バルブ（１２９）がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ（１２９’）がオープン（ｏｐｅｎ）する状態」を交替して制御し、流体の流向を周期的に変更する。
【請求項９】
請求項２に記載の吸放熱装置に基づき、
前記吸放熱装置（１００）の構造形態は、
１．線形或いはその他幾何形状の管状構造が可能であり、或いは、
２．気相または液相が通過できる流路の多層構造体の構成が可能であり、或いは、
３．複数個の一流路放熱装置により組上げ、その流路をワンウェイ或いはワンウェイ以上直列に接続し、または並列に接続し、または直並列に接続することが可能であり、
或いはこれらを結合して構成することを特徴とする請求項２に記載の吸放熱装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の吸放熱装置に基づき、
前記方向変更制御装置（２５０）は、電力モータまたはエンジン動力、または風エネルギー、熱エネルギー、温度差エネルギー、太陽エネルギーなどから生成、変換される機械動力または電力によって各種の流体ポンプの駆動を制御し、或いは、流体ポンプや流体バルブの作動時機を制御することによって、前記吸放熱装置（１００）の流路（１０１）を通過する流体の流向を変更させ、
更にその各種流体ポンプの回転速度、流量、流体圧力等の一部機能或いは全部機能を制御することを特徴とする請求項２に記載の吸放熱装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の吸放熱装置に基づき、  作動時に流向を変更するとき、流体の流れが突然中断することにより、ポンピング中の気相または液相流体から生じる衝撃効果、例えば、ポンピングする液相流体がブロックされるときのリキッドハンマー効果を緩和するため、
１．流体の流向変更を制御するとき、流体ポンプ或いは流体バルブを制御して、流体量をゆっくりと減らしてから、別の流向をゆっくりと最大設定値まで増やすか、或いは、
２．流体の流向変更を制御するとき、流体ポンプ或いは流体バルブの制御を制御して、流体量をゆっくりと減らし、設定したポンピング停止時間になってから、再び別の流向をゆっくりと最大設定値まで増やす作動様式を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の吸放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来の排冷吸熱装置または排熱放熱装置（吸放熱装置）を応用し、周期的に正逆方向へ圧送する一流路を持つ流向の機能を有する吸放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に従来の一方向へ流体を圧送する装置の主な構造原理の模式図を示す。これは、例えば排冷吸熱装置または排熱放熱装置（吸放熱装置）に応用されるものである。
図１に示すように、従来の固定流向を持つ流体ポンピング装置１２０は、通過流路１０１の流体１０を、温度の異なる一方の空間側に設置される流体口を経由して送入し、温度の異なる他方の空間側に設置される流体口を経由して排出する。流路１０１における流体１０の圧送方向が一定であるために、吸放熱装置１００の中において、温度差の分布勾配も安定して不変である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従来の一流路を持つ吸放熱装置を応用し、流体を周期的に正逆方向へ圧送する機能を有する構造とし、流体の流向を周期的に正逆方向へ変更することによって、その流体と吸放熱装置の温度分布状態を適時に改善する吸放熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、流体を固定流向へ圧送する流路１０１を有する吸放熱装置１００に二方向流体ポンピング装置１２３を直列に接続し、電源３００により駆動し、及び流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０の制御により圧送方向を周期的に正逆方向へ変更することによって、下記の一種以上の機能を獲得するという効果を奏する。
（１）熱交換へ応用するとき、周期的に正逆方向へ圧送する流路１０１を通過する異なる流向を呈す流体１０を通して、吸放熱装置の吸熱または放熱機能作動時、内部温度差の分布状態を変更させることによって、効率を高める。
（２）周期的に正逆方向へ圧送する一流路１０１を用いて流体１０を圧送するとき、流路１０１内の不純物或いは汚染物と一緒に排出することにより、ほこり溜まりや汚染の欠点を減らす。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】従来の固定流向を持つ一流路流体へ圧送する吸放熱装置の構造原理を示す模式図である。
【図２】請求項２記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図３】請求項３記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図４】請求項４記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】請求項５記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】請求項６記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図７】請求項７記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を示す模式図である。
【図８】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例１−１の模式図である。
【図９】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例１−２の模式図である。
【図１０】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例１−３の模式図である。
【図１１】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例２−１の模式図である。
【図１２】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例２−２の模式図である。
【図１３】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例２−３の模式図である。
【図１４】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例３−１の模式図である。
【図１５】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例３−２の模式図である。
【図１６】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例３−３の模式図である。
【図１７】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例４−１の模式図である。
【図１８】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例４−２の模式図である。
【図１９】請求項８記載の発明による吸放熱装置の構造例４−３の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１実施形態）
請求項２に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図２に示す。
図２は、本発明の第１実施形態による吸放熱装置を説明する模式図である。図２に示すように、本形態の吸放熱装置は一個の二方向流体ポンピング装置１２３により駆動する。
図２に示す本形態の吸放熱装置は、吸放熱装置１００を直列に接続してから、電源３００により駆動する。また、流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０は、流体を周期的に正逆方向へ圧送する二方向流体ポンピング装置１２３を制御する。ポンピングによって流路１０１を通過する流体１０の流向を周期的に変更する。
【０００７】
二方向流体ポンピング装置１２３は、１．生じる正圧で流体を推進する流体ポンピング装置により構成する。または、２．生じる負圧で流体を吸引する流体ポンピング装置により構成する。または３．生じる正圧で流体を押し出す流体ポンピング装置により構成する。二方向流体ポンピング装置１２３は、気相または液相の流体１０をポンピングする。
二方向流体ポンピング装置１２３は、電源３００から供給された電力で駆動される電力モータによって駆動される。または、エンジン動力のように機械エネルギーから変換された電力、風エネルギー、熱エネルギー、温度差エネルギー、太陽エネルギー等から生成、変換された機械動力或いは電力により駆動されることを含む。
【０００８】
電源３００は、作動電源を供給し、交流または直流の市内電源システムまたは独立した電気エネルギー供給装置を含む。
方向変更制御装置２５０は、メカトロニクスコンポーネント、固体電子回路コンポーネントまたはマイクロプロセッサ及び関連ソフトウェア及び制御インターフェースによって構成され、二方向流体ポンピング装置１２３を制御する。そして下記１．〜３．の一種以上の機能を含む。
１．吸放熱装置１００を流れ通る流体のポンピング流向を周期的に変更することにより、吸放熱装置１００の中を通過する流路１０１の流体１０と熱交換体の温度分布状態を制御する。
２．二方向流体ポンピング装置１２３のへ圧送する流体の流量を制御することにより、熱交換体の温度を調整制御する。
３．上述の１．及び２．項の機能を混合して制御する。
【０００９】
周期的流体の方向を変更するタイミングは、以下のように制御される。
１．手動で流体のポンピング流向を制御する、または
２．流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０を通して、方向変更周期の時間を設定することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、更に流路１０１を通過する流体１０の流向を変更する。
【００１０】
寒冬に室内に対して熱エネルギーを放出する排熱放熱器への応用を例として、図２を用いて説明する。室内の比較的高温の流体が二方向流体ポンピング装置１２３のポンピングにより、流体口ａを経由して吸放熱装置１００の中へ圧送され、流体口ｂを経由して屋外へ流出される。吸放熱装置１００は、流体口ａの温度が高く、流体口ｂの温度が低い温度分布を形成する。
ここで、１．手動で、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する、または、２．方向変更制御装置２５０を通して、設定した温度変動の時間周期を制御することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体の流向を変更する。
比較的高温の流体は、流体口ｂを経由して吸放熱装置１００に送ってから、流体口ａより排出される。吸放熱装置１００は、流体口ｂの徐々に低くなった比較的低温が徐々に上昇し、流体口ａで比較的高温の温度分布を形成する。上述のように流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００１１】
（第２実施形態）
請求項３に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図３に示す。
図３は、本発明の第２実施形態による吸放熱装置を説明する模式図である。本形態の吸放熱装置は、一個の二方向流体ポンピング装置１２３により駆動し、及び片側に温度測定装置１１を設置する。
図３に示すように、図２の第１実施形態における流体１０の温度変化を直接にまたは間接に測定できる位置に、少なくとも一個の温度測定装置１１を設置し、測定した温度信号を流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０へ送る。
【００１２】
方向変更制御装置２５０は、メカトロニクスコンポーネント、固体電子回路コンポーネントまたはマイクロプロセッサ及び関連ソフトウェア及び制御インターフェースによって構成され、二方向流体ポンピング装置１２３を制御する。そして下記１．〜３．の一種以上の機能を含む。
１．吸放熱装置１００を流れ通る流体のポンピング流向を周期的に変更することにより、吸放熱装置１００の中を通過する流路１０１の流体１０と熱交換体の温度分布状態を制御する。
２．二方向流体ポンピング装置１２３のへ圧送する流体の流量を制御することにより、熱交換体の温度を調整制御する。
３．上述の１．及び２．項の機能を混合して制御する。
【００１３】
方向変更制御装置２５０の制御方式は下記１．〜３．の一種以上を含む。
１．手動で、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。
２．流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０を通して、設定した時間周期または設定した温度変動の時間周期を参照することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。
３．流体の温度変化を直接にまたは間接に測定できる位置に設置された少なくとも一個の温度測定装置１１により、吸放熱装置１００の付近にある流体１０の温度信号を測定し、流体の方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０へ伝送する。吸放熱装置１００が設定温度になったとき、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体を逆方向へポンピングし、流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更する。
【００１４】
寒冬に室内に対して熱エネルギーを放出する排熱放熱器への応用を例として、図３を用いて説明する。室内の比較的高温の流体が二方向流体ポンピング装置１２３のポンピングを通して、流体口ａを経由して吸放熱装置１００の中へ圧送され、流体口ｂを経由して屋外へ流出するとき、吸放熱装置１００は、流体口ａの温度が高く、流体口ｂの温度が低い温度分布を形成する。
ここで、１．手動で、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。または、２．少なくとも一個の温度測定装置１１が測定した温度信号を方向変更制御装置２５０へ送り返し、方向変更制御装置２５０によって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。または、３．方向変更制御装置２５０を通して、方向変更時間の周期を設定することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体の流向を変更する。
比較的高温の流体は、流体口ｂを経由して吸放熱装置１００に送ってから、流体口ａより排出される。吸放熱装置１００は、流体口ｂの徐々に低くなった比較的低温が徐々に上昇し、流体口ａで比較的高温の温度分布を形成する。上述のように流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００１５】
（第３実施形態）
請求項４に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図４に示す。
図４は、本発明の第３実施形態による吸放熱装置を説明する模式図である。図４に示すように、本形態の周期的に正逆方向の一流路を持つ吸放熱装置は、一個の二方向流体ポンピング装置１２３により駆動し、及び両側に温度測定装置１１、１１’を設置する。
【００１６】
図４に示すように、吸放熱装置１００の流体口ａ及び流体口ｂの付近の少なくとも二箇所に温度測定装置１１、１１’を設置する。測定した温度信号を方向変更制御装置２５０へ送り、方向変更制御装置２５０によって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。または方向変更制御装置２５０を通して、方向変更時間の周期を設定することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、更に流体の流向を変更する。
比較的高温の流体を流体口ｂより圧送し、比較的高温の流体を吸放熱装置１００に送ってから、再び流体口ａより排出し、吸放熱装置１００で流体口ｂの徐々に低くなった比較的低温が徐々に上昇し、流体口ａで比較的高温の温度分布を形成する。上述のように流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００１７】
（第４実施形態）
請求項５に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図５に示す。
本形態の吸放熱装置は、二個の二方向流体ポンピング装置１２３を設置する。
【００１８】
図５は、本発明の第４実施形態による吸放熱装置を説明する模式図である。本形態の吸放熱装置は、二個の二方向流体ポンピング装置１２３により駆動する。
図５に示すように、手動で、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。または、方向変更制御装置２５０を通して、設定した方向変更時間の周期に従って、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体の流向を変更する。
比較的高温の流体を流体口ｂより圧送し、比較的高温の流体を吸放熱装置１００に送ってから、再び流体口ａより排出し、吸放熱装置１００で流体口ｂの徐々に低くなった比較的低温が徐々に上昇し、流体口ａで比較的高温の温度分布を形成する。上述のように流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００１９】
（第５実施形態）
請求項６に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図６に示す。
図６は、本発明の第５実施形態による周期的に正逆方向の一流路を持つ吸放熱装置を説明する模式図である。本形態の吸放熱装置は、二方向流体ポンピング装置により駆動する。また、片側に温度測定装置１１が設置される。
図６に示すように、図５に示す第４実施形態の流体の温度変化を直接にまたは間接に測定できる位置に、少なくとも一個の温度測定装置１１を設置し、測定した温度信号を方向変更制御装置２５０へ送る。方向変更制御装置２５０の制御方式は、下記の１．〜３．の一種以上を含む。
１．手動で、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。
２．方向変更制御装置２５０を通して、設定した時間周期または温度変動の時間周期を参照することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。
３．少なくとも一個の温度測定装置１１により測定された測定信号を方向変更制御装置２５０へ伝送する。吸放熱装置１００が設定温度になったとき、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体を逆方向へポンピングし、流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００２０】
（第６実施形態）
請求項７に記載の発明による吸放熱装置の一実施形態を図７に示す。
図７は、本発明の第６実施形態による吸放熱装置を説明する模式図である。本形態の吸放熱装置は、二個の二方向流体ポンピング装置１２３により駆動し、両側に温度測定装置１１、１１‘を設置する。
図７に示すように、吸放熱装置１００の流体口ａ及び流体口ｂの付近の少なくとも二箇所に温度測定装置１１、１１’を設置する。測定した温度信号を方向変更制御装置２５０へ送り、方向変更制御装置２５０によって、二個の二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御する。または、方向変更制御装置２５０を通して、方向変更時間の周期を設定し、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を制御し、流体の流向を変更する。
比較的高温の流体を流体口ｂより圧送し、比較的高温の流体を吸放熱装置１００に送ってから、再び流体口ａより排出し、吸放熱装置１００で流体口ｂの徐々に低くなった比較的低温が徐々に上昇し、流体口ａで比較的高温の温度分布を形成する。上述のように流路１０１を通過する流体１０を周期的に正逆方向へポンピングすることによって、吸放熱装置１００の温度分布状態を変更させる。
【００２１】
請求項８に記載の発明による吸放熱装置の二方向流体ポンピング装置１２３は、下記１．〜１２．の一種以上の構造を有するように構成してもよい。
（構造例１−１）
１．少なくとも一個の二方向流体ポンプ１２３を採用し、吸放熱装置１００の流体口ａまたは流体口ｂとの間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置２５０を通して、二方向流体ポンプ１２３を操作し、周期的に正逆方向へポンピングを行うことによって、流体の流向を周期的に変更する。
例えば、図８に示すように、少なくとも一個の二方向流体ポンプ１２３を採用し、吸放熱装置の流体口ａと流体口ｂとの間の一箇所に設置することができる。
【００２２】
（構造例１−２）
２．少なくとも一個の二方向流体ポンプ１２３を採用し、吸放熱装置１００の中間に設置する。方向変更制御装置２５０を通して、二方向流体ポンプ１２３を操作し、周期的に正逆方向へポンピングを行うことによって、流体の流向を周期的に変更する。
例えば、図９に示すように、少なくとも一個の二方向流体ポンプ１２３を採用し、吸放熱装置１００の中間に設置することができる。
【００２３】
（構造例１−３）
３．少なくとも二個の二方向流体ポンプ１２３を別々に吸放熱装置１００の両端流体口ａ及び流体口ｂに設置する。方向変更制御装置２５０を通して、二方向流体ポンプ１２３を制御することによって、下記の１）、２）の一種以上の作動機能を持つように構成してもよい。
１）二個の二方向流体ポンプ１２３が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。
２）二個の二方向流体ポンプ１２３の一方が正方向、他方が逆方向のポンピングを交替して行う。
例えば、図１０に示すように、少なくとも二個の二方向流体ポンプ１２３を別々に吸放熱装置の両端にある流体口ａ及び流体口ｂに設置することができる。
【００２４】
（構造例２−１）
４．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の流体口ａと流体口ｂとの間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置１２３を構成する一方向流体ポンプ１２０が逆方向へ流れることができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ１２６と並列に接続する。
例えば、図１１に示すように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続することによって、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置の流体口ａ流体口ｂとの間の一箇所に設置することができる。
【００２５】
（構造例２−２）
５．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置１２３を構成してから、吸放熱装置１００の中間に設置する。
方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置１２３を構成する一方向流体ポンプ１２０が逆方向へ流れることができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ１２６と並列に接続する。
例えば、図１２に示ように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続することによって、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置の中間に設置することができる。
【００２６】
（構造例２−３）
６．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続し、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の両端の流体口ａ及び流体口ｂに設置する。
方向変更制御装置２５０を通して、二流向へポンピングできる流体ポンプ１２３を制御することによって、下記の１）、２）の一種以上の作動機能を持つように構成してもよい。
１）二組の二方向ポンピング装置１２３が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。
２）それぞれの二方向ポンピング装置１２３を構成する二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置１２３を構成する一方向流体ポンプ１２０が逆方向へ流れることができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ１２６と並列に接続する。
例えば、図１３に示すように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を直列に接続することによって、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置の両端にある流体口ａ及び流体口ｂに設置することができる。
【００２７】
（構造例３−１）
７．少なくとも二個のポンピング流向が反対のを示す一方向流体ポンプ１２６を並列に接続し、二方向流体ポンプセット１２３を構成してから、吸放熱装置１００の流体口ａと流体口ｂとの間の一箇所に設置する。
方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置１２３を構成する一方向流体ポンプ１２６が逆流を防止できない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に順方向に一方向バルブ１２６と直列に連結してから、さらに並列に連結することによって、逆流を防止する。
例えば、図１４に示すように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を並列に接続することによって、二方向流体ポンプセット１２３を構成し、二方向流体ポンプセット１２３を吸放熱装置１００の流体口ａと流体口ｂとの間の一箇所に設置することができる。
【００２８】
（構造例３−２）
８．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を並列に接続し、二方向流体ポンプセット１２３を構成し、吸放熱装置１００の中間に設置する。
方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし二方向流体ポンピング装置１２３を構成する一方向流体ポンプ１２６が逆流を防止できない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に順方向に一方向バルブ１２６と直列に連結してから、さらに並列に連結することによって、逆流を防止する。
例えば、図１５に示すように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を並列に接続することによって、二方向流体ポンプセット１２３を構成し、二方向流体ポンプセット１２３を吸放熱装置１００の中間に設置することができる。
【００２９】
（構造例３−３）
９．少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２６を並列に接続し、二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の両端の流体口ａ及び流体口ｂに設置する。
方向変更制御装置２５０を通して、二流向へポンピングできる流体ポンプを制御することによって、下記１）、２）の一種以上の作動機能を持つことを含む。
１）二組の二方向ポンピング装置１２３が共同して同時に同じポンピング方向へ補完ポンピングを行い、同期してポンピング方向を周期的に変更する。
２）それぞれの二方向ポンピング装置１２３を構成する二個の一方向流体ポンプ１２０が周期的に交替してポンピングすることによって、流体の流向を周期的に変更する。
もし一方向流体ポンプ１２０が逆方向へ流れることができない構造である場合は、各一方向流体ポンプ１２０を別々に、逆方向に導通する一方向バルブ１２６と並列に接続する。
例えば、図１６に示すように、少なくとも二個のポンピング流向が反対の一方向流体ポンプ１２０を並列に接続することによって、二方向流体ポンピング装置を構成し、二方向流体ポンピング装置１２３を吸放熱装置１００の両端の流体口ａ及び流体口ｂの両端に設置することができる。
【００３０】
（構造例４−１）
１０．少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御からなる流体バルブ１２９、１２９’によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の流体口ａと流体口ｂとの間の一箇所に設置する。
一方向流体ポンプ１２０の作動時、方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の流体バルブ１２９がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、または二個の流体バルブ１２９がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がオープン（ｏｐｅｎ）するように制御する。これにより、方向変更制御装置２５０の制御を通して、流体の流向を周期的に変更する。
例えば、図１７に示すように、少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式組成を呈す開閉制御可能な流体バルブ１２９、１２９’によって構成し、吸放熱装置１００の流体口ａまたは流体口ｂとの間の一箇所に設置することができる。
【００３１】
（構造例４−２）
１１．少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御からできる流体バルブ１２９、１２９’によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の中間に設置する。
一方向流体ポンプ１２０の作動時、方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の流体バルブ１２９がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、または二個の流体バルブ１２９がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がオープン（ｏｐｅｎ）するように制御する。これにより、方向変更制御装置２５０の制御を通して、流体の流向を周期的に変更する。
例えば、図１８に示すように、少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式組成を呈す開閉制御可能な流体バルブ１２９、１２９’によって構成し、吸放熱装置１００の中間に設置することができる。
【００３２】
（構造例４−３）
１２．少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式の組成を示す開閉制御からできる流体バルブ１２９、１２９’によってブリッジ式の二方向流体ポンピング装置１２３を構成し、吸放熱装置１００の両端の流体口ａ及び流体口ｂに設置する。
一方向流体ポンプ１２０の作動時、方向変更制御装置２５０の制御を通して、二個の流体バルブ１２９がオープン（ｏｐｅｎ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、または二個の流体バルブ１２９がクローズ（ｃｌｏｓｅ）し、別の二個の流体バルブ１２９’がオープン（ｏｐｅｎ）するように制御する。これにより、方向変更制御装置２５０の制御を通して、流体の流向を周期的に変更する。
例えば、図１９に示すように、少なくとも一個の一方向流体ポンプ１２０と四個のブリッジ式組成を呈す開閉制御可能な流体バルブ１２９、１２９’によって構成し、吸放熱装置両端の流体口ａ及び流体口ｂに設置することができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明によると、請求項２記載の吸放熱装置の中の吸放熱装置１００の構造形態は、下記の１．〜３．の一種以上により構成することができる。
１．線形或いはその他幾何形状の管状構造とする。
２．気相または液相が通過できる流路の多層構造体とする。
３．複数個の一流路放熱装置により組上げ、その流路をワンウェイ或いはワンウェイ以上直列に接続し、または並列に接続し、または直並列に接続する。
【００３４】
請求項１０に記載の発明によると、請求項２記載の吸放熱装置の中の方向変更制御装置２５０は、電力モータまたはエンジン動力、または風エネルギー、熱エネルギー、温度差エネルギー、太陽エネルギーなどから生成、変換される機械動力または電力によって各種の流体ポンプの駆動を制御し、または流体ポンプや流体バルブの作動時機を制御することができる。これにより、吸放熱装置１００の流路１０１を通過する流体の流向を変更させ、及び更にその各種流体ポンプの回転速度、流量、流体圧力等の一部機能或いは全部機能を制御する。
【００３５】
請求項１１に記載の発明によると、請求項１記載の吸放熱装置は、作動時に流向を変更するとき、流体の流れが突然中断することにより、ポンピング中の気相または液相流体から生じる衝撃効果、例えば、ポンピングする気相や液相流体がブロックされるときのリキッドハンマー効果を緩和するため、流向変更を制御する作動様式の中に、下記の１．〜２．の一種以上の作動方式を更に加えることを含む。
【００３６】
１．流体の流向変更を制御するとき、流体ポンプを或いは流体バルブの制御を通して、流体量をゆっくりと減らしてから、別の流向をゆっくりと最大設定値まで増やす。
２．流体の流向変更を制御するとき、流体ポンプ或いは流体バルブの制御を通して、流体量をゆっくりと減らし、設定したポンピング停止時間になってから、再び別の流向をゆっくりと最大設定値まで増やす。
【符号の説明】
【００３７】
１０：流体、１１、１１’：温度測定装置、１００：吸放熱装置（排冷吸熱装置または排熱放熱装置）、１０１：流路、１２０：一方向流体ポンプ、１２３：二方向流体ポンプ（二方向流体ポンピング装置）、１２６：一方向バルブ、１２９、１２９’：流体バルブ、２５０：方向変更制御装置、３００：電源、ａ、ｂ：流体口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【外国語明細書】
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