(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部および冷却部を有する対流方式の熱回収用自然循環システムにおける流動不安定性を抑制し、かつ、浮揚力誘起流速を向上させる方法であって、
安定性および流速の向上に適する母流体媒体として、水中に０．３〜２重量％の濃度で分散した金属酸化物ナノ粒子を準備するステップと、
熱回収用の非線形かつ対流方式の水ベースの単相自然循環ループ内に前記金属酸化物ナノ粒子を分散させた母流体媒体を導入することにより、前記対流方式の熱回収において動作中の温度勾配の範囲で前記加熱部と前記冷却部との間の流体密度差により生じる浮揚力誘起流速が、前記温度勾配の範囲での前記ループ内の抵抗摩擦値を超えて向上して、前記母流体媒体を流動不安定性を排除して安定に自然循環させて熱回収を行うステップと、
を含む、熱回収用途用の自然循環システムの安定化方法。
【請求項２】
前記金属酸化物ナノ粒子を様々な濃度で水に添加することによりナノ粒子水分散体の水溶液を準備する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属酸化物ナノ粒子を使用して前記ループから流動不安定性を排除することにより、前記自然循環による熱回収システムにおける限界熱流束の早期発生や、動作上・制御上の問題を回避する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属酸化物ナノ粒子を選択的に使用することにより、前記ループ全体に亘る前記母流体媒体の浮揚力誘起流速を向上させて効率的な除熱を行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子水分散体を選択的に使用することにより、前記母流体媒体の自然循環から、流速、駆動力及び圧力低下の正のフィードバックに起因する流動不安定性を排除する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ナノ粒子はＡｌ２Ｏ３などの金属酸化物のナノ粒子から選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記母流体媒体として水中に分散した金属酸化物ナノ粒子を準備するステップは、前記水中に分散した金属酸化物ナノ粒子を前記自然循環ループ内に導入する前に超音波振動処理するステップを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ナノ粒子は、流動不安定性の抑制の促進及び前記自然循環の流速の向上を達成する選択的な量で使用される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
母流体媒体を循環させるために画定された流路断面を有し、対流方式の除熱のための加熱部および冷却部を有するループと、
前記ループの前記加熱部に沿って当該ループと作動可能に連結された熱源と、
前記冷却部を含み、前記ループ内を循環する加熱された前記母流体媒体を冷却する冷却領域と、を有し、
前記熱源及び前記冷却領域は、温度勾配と、対流方式の除熱のための自然循環ループの前記加熱部と前記冷却部との間の流体密度差とによる自然循環を促進するために前記ループに選択的に設置され、
前記母流体媒体が、水中に０．３〜２重量％の濃度で分散した金属酸化物ナノ粒子を含有することにより、対流方式の除熱のための自然循環ループの前記加熱部と前記冷却部との間の流体密度差を生じさせることで、前記ループ内の流動不安定性が抑制され、かつ、前記ループ内の前記自然循環の流速が向上して効率的な自然循環が行われる、
対流方式の自然循環ループによる熱回収システム。
【請求項１０】
母流体媒体を循環させるために画定された円形流路断面を有し、対流方式の除熱のための前記加熱部および前記冷却部を有する矩形の自然循環ループと、
前記ループの下側水平部に位置する前記加熱部に沿って当該ループと作動可能に連結された熱源と、
前記冷却部を含み、前記ループ内を循環する加熱された前記母流体媒体を冷却するための、熱交換手段を有する前記ループ上部に設けられた冷却領域と、
前記母流体媒体の体積膨張に対応するための、前記ループ最上部に設けられた膨張タンクと、を有し、
前記熱源及び前記冷却領域は、温度勾配と、対流方式の除熱のための自然循環ループの前記加熱部と前記冷却部との間の流体密度差とによる自然循環を促進するために前記ループに選択的に設置され、
前記母流体媒体が、水中に０．３〜２重量％の濃度で分散した金属酸化物ナノ粒子を含有することにより、対流方式の除熱のための自然循環ループの前記加熱部と前記冷却部との間の流体密度差を生じさせることで、前記ループ内の流動不安定性が抑制され、かつ、前記ループ内の前記自然循環の流速が向上して効率的な自然循環が行われる、
請求項９に記載の自然循環ループによる熱回収システム。
【請求項１１】
前記ループは、大気温度で熱ロスを回避するために断熱される、請求項９または１０に記載のシステム。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の自然循環システムの安定化方法または請求項９〜１１のいずれか一項に記載の熱回収システムに使用される除熱媒体であって、
対流方式の熱回収方法／システムにおける加熱部と冷却部との間の流体密度差による自然循環の安定化に好適な、水中に０．３〜２重量％の濃度で分散した金属酸化物ナノ粒子の分散体を含む母流体媒体を含む、加熱部および冷却部を有する対流方式の熱回収方法／システムにおける自然循環安定化手段である除熱媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自然循環除熱システムに関し、特に、自然循環プロセスの低駆動力及び非線形性に起因する自然循環熱伝導に特有な流動不安定性を抑制する方法に関する。さらに重要な点は、本発明は、金属ナノ粒子水分散体である母流体を熱回収媒体として自然循環方法／システムで選択的に用いることにより、流速、駆動力、圧力低下の正のフィードバックに起因する流動不安定性及び駆動力の振動挙動により生じる自然循環方法／システムの諸問題に対処することを目的としている。本発明は、前記母流体を自然循環方法／システムに使用することにより、循環ループから緒不安定性が排除されるため、自然循環熱回収システムにおける限界熱流束の早期発生や動作上・制御上の問題が回避され、また驚くべきことに、循環ループ内の母流体の浮揚性誘起流速（buoyancy-induced flow rate）が向上して効率的な除熱が達成される。
【０００２】
よって、本発明は、単純かつ効率的な自然循環熱回収システム／方法に好適であり；また、このような自然循環熱回収システム／方法の基本的な利点（設計がシンプルであり、ポンプの使用に関わる危険性がなく、流量分布が良好であり、低コストであることなど）に安定性及び高流速を加えた冷却様式に好適であり、広範な用途及び様々な使用／用途における自然循環熱回収に使用される。
【背景技術】
【０００３】
好適な大きさ及び濃度で流体媒体に縣濁させたナノ粒子を使用して熱源−放熱器間の除熱が可能であることは、当該技術分野においてよく知られている。
【０００４】
特許文献１には、熱伝導組成物、及び、媒体として油を含む当該熱伝導組成物を用いた変圧器における熱伝導方法が開示されている。具体的には、本先行技術文献の一実施形態によれば、大豆系油と、第一の質量により特徴付けられるナノ粒径ダイアモンドパウダーを含む添加剤と、第二の質量により特徴づけられる化学物質とを含む熱伝導組成物であって、前記第二の質量の前記第一の質量に対する比が１を超える熱伝導組成物が提案されている。また、本先行技術文献の他の一実施形態によれば、熱伝導媒体中におけるナノ粒径熱伝導性物質の含有量（体積比）が０．０１〜１０％の範囲である熱伝導組成物、及び当該熱伝導組成物を用いた熱伝導方法が提案されている。
【０００５】
重要なことに、本先行技術文献の開示内容は、基本的に強制循環システムにおける熱伝達を目的とし、かつ実証しており；特に、特定の用途における熱伝導媒体の選択基準としては、熱伝導能及び粘性に対する温度の影響、高誘電強度、所定温度範囲での媒体の化学耐性、及び、媒体を熱伝導システム内にポンプで循環させるために必要なエネルギーが挙げられることが記載されている。
【０００７】
自然循環熱伝導システムが、太陽熱温水器、地熱冷却、原子炉コア冷却、ガスタービンブレード冷却、変圧器冷却等の技術分野において多用されていることはよく知られている。また、次世代型原子炉（Generation III, Generation III+）において、核分裂に起因する熱の除去に自然循環システムが利用されていることも知られている。自然循環システムは、設計がシンプルであり、強制循環システムに通常備えられるポンプ等の機器の使用に関わる危険性がなく、稼働コストが低いことなど、他の熱伝導システムと比べて多くの利点がある。
【０００８】
しかし、このような除熱様式の使用に係る重大な問題の一つは、流動が不安定になることである。流動不安定性は強制循環システム及び自然循環システムに共通して存在するが、自然循環システムは非線形性でありまた駆動力が低いため、強制循環システムよりも本質的に流動が不安定である。
【０００９】
そのため、駆動力の僅かな変動でも流動に影響を及ぼし、そしてそれが駆動力に影響を及ぼす結果、駆動力が振動挙動を示す。またこのようなメカニズムは正のフィードバックを示すことが知られており、流動と駆動力とが強固に関連することにより自然循環が不安定になる。このような不安定性は、所望の除熱量を把握する上で望ましくない。限界熱流束の早期発生により自然循環システムの除熱能が低下し、また、当該システムの動作上・制御上の問題が生じるからである。したがって、自然循環システムおける前記不安定性を抑制する新規な技術が望まれていた。
【００１０】
単相自然循環システムの確立された安定化方法は未だないものの、近年、バルブやオリフィス等の絞り装置をメイン流路に設けることにより自然循環システムの安定化が図れるという報告が僅かながらある。しかし、かかる方法によりどの程度安定化が図れるかは、絞り装置による更なる流動抵抗に起因する浮揚性誘起流動（buoyancy-induced flow）の減少程度に依存する。流速が低下するほど、熱発生システムからのエネルギー除去量も制限されてしまう。このような制限があるため、自然循環システムにおける不安定性問題に対するこのような対応方法は、自然循環系熱回収システムの安定性に係る諸問題の潜在的な解決策として受け入れられていない。
【００１１】
したがって、動作しているときの温度勾配の範囲で駆動力／浮力が低く、様々な入力電力／エネルギー過渡変化に対して流動が不安定であり、流速が低いため定常流動条件下での除熱速度が低いなどの、従来の自然循環システムの制限を回避しうる自然循環システムの開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４−０２０６４９１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の主目的は、自然循環システムの非線形性及び低駆動力（これらは更に流動性及び駆動力に影響を及ぼして駆動力の振動挙動を発生させる）に主に起因する自然循環システムにおける流動不安定性に係る前記問題に対応することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、自然循環システムに本質的に備わる正のフィードバック機構により、流動と駆動力とが強固に関連して自然循環が不安定になり、これにより限界熱流束の早期発生が起こり自然循環システムの除熱能が低下し、また、当該システムの動作上・制御上の問題が生じるという、自然循環システムにおける流動不安定性に係る問題に対処することである。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、バルブやオリフィス等の絞り装置をメイン流路に設けるという、近年試されている自然循環システムの安定化に係る煩雑さや制限を回避しうる、必要性が高くかつ効率的な母媒体として水を使用した自然循環システムの流動安定化方法を提供することである。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、母媒体として水を使用した自然循環システムの流動を安定化することで、絞り装置等による流動抵抗の増加に起因する浮揚性流動（buoyancy-induced flow）の減少に係る制限を回避し、かつ自然循環原理を利用する発熱システムからの簡素かつ低コストであるエネルギー除去に好適な自然循環システムとすることである。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、自然循環システムの不安定性の問題に対処し、また、自然循環プロセスにおける限界熱流束の早期発生や、当該システムの動作上・制御上の問題を簡便かつ効果的に回避することである。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、母媒体として水を使用した自然循環システムの流動安定性を著しく改善するだけでなく浮揚性誘起流速（buoyancy-induced flow rate）を向上させうる、自然循環システム用の効率的な熱回収媒体を提供することである。
【００１９】
本発明の更に他の目的は、様々なエネルギーシステムに適用可能とした、熱回収をするための安定した自然循環を達成したことにより、自然循環システムの広範な用途適用及び有益な使用を促進することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の主要な態様によれば、
熱回収用自然循環システムにおける流動不安定性を抑制し、かつ、浮揚力誘起流速を向上させる方法であって、
母流体媒体として、０．３〜２重量％の範囲から選択された濃度の金属酸化物ナノ粒子水分散体を準備するステップと、
前記自然循環システムの自然循環ループ内に前記金属酸化物ナノ粒子水分散体のサスペンションを導入することにより、前記母流体を安定に自然循環させて熱回収を行うステップと、を含む、熱回収用自然循環システムの安定化方法が提供される。
【００２１】
したがって、前記本発明の方法において、前記金属酸化物ナノ粒子を、前記粒子濃度範囲内となるように、様々な選択的濃度で水に添加することによりナノ粒子水分散体の水溶液を準備する。
【００２２】
本発明の一態様によれば、前記金属酸化物ナノ粒子を使用して前記ループから不安定性を排除することにより、前記自然循環による熱回収における限界熱流束の早期発生や、動作上・制御上の問題を有利に回避する。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、前記金属酸化物ナノ粒子を選択的に使用することにより、前記ループ全体に亘る前記母流体の浮揚性誘起流速（buoyancy-induced flow rate）を向上させて効率的な除熱を行う。
【００２４】
本発明の更に他の態様によれば、前記金属ナノ粒子水分散体を選択的に使用することにより、前記母流体の自然循環から、流速、駆動力及び圧力低下の正のフィードバックに起因する流動不安定性を排除する。
【００２５】
前記ナノ粒子は、Ａｌ２Ｏ３などの金属酸化物のナノ粒子から選択されることが重要である。
【００２６】
本発明の更に他の好適な態様によれば、前記ナノ粒子を効率的に水に分散するために、前記自然循環ループ内に導入する前に、当該ナノ粒子を、例えば、超音波振動処理する。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、
母流体を循環させるために画定された流路断面を有するループと、
前記ループの一領域に沿って当該ループと作動可能に連結された熱源と、
前記ループ内を循環する加熱された前記母流体を冷却する冷却領域とを有し、
前記熱源及び前記冷却領域は、温度勾配による自然循環を促進するために前記ループに選択的に設置され、
前記母流体が金属酸化物ナノ粒子水分散体を含有することにより、前記ループ内の流動不安定性が抑制され、かつ、前記ループ内の前記自然循環の流速が向上して効率的な自然循環が行われる、自然循環ループによる熱回収システムが提供される。
【００２８】
本発明の他の好適な態様によれば、
母流体を循環させるために画定された円形流路断面を有する略矩形の自然循環ループと、
前記ループの下側水平部に沿って当該ループと作動可能に連結された熱源と、
前記ループ内を循環する加熱された前記母流体を冷却するための、熱交換手段を有する前記ループ上部に設けられた冷却領域と、
前記母流体の体積膨張に対応するための、前記ループ最上部に設けられた膨張タンクとを有し、
前記熱源及び前記冷却領域は、温度勾配による自然循環を促進するために前記ループに選択的に設置され、
前記母流体が金属酸化物ナノ粒子水分散体を含有することにより、前記ループ内の流動不安定性が抑制され、かつ、前記ループ内の前記自然循環の流速が向上して効率的な自然循環が行われる、自然循環ループによる熱回収システムが提供される。
【００２９】
本発明の好適な態様によれば、前記ループは、大気温度で熱ロスを回避するために断熱される。
【００３０】
本発明の更に他の態様によれば、ナノ粒子水分散体を含む、熱回収方法／システムにおける安定した自然循環流動の達成手段である除熱媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による金属ナノ粒子水分散体を選択的に含む熱回収媒体を使用した、自然循環熱回収システムの構成を示す模式図である。
【図２】自然循環ループに水のみを循環させた場合における、入力電力過渡変化（初期入力電力：１５０Ｗ  １５０Ｗ単位で増加）に対する自然循環ループの安定性挙動を示すグラフである。
【図３】入力電力増加プロセス（初期入力電力：３００Ｗ  １００Ｗ単位で増加）の後、１００Ｗ単位で６００Ｗから４００Ｗに低減させる（入力電力低減プロセス）を行った場合における、水のみを循環させた自然循環ループが示す自然循環の典型的な不安定挙動を示すグラフである。
【図４】自然循環ループ／システムにおける自然循環の挙動を示すグラフであって、入力電力過渡変化に対するナノ粒子添加の効果を示す。
【図５】自然循環ループ／システムにおける自然循環の挙動を示すグラフであって、入力電力増加／低減プロセスにおけるナノ粒子添加の効果を示す。
【図６ａ】自然循環ループ中にナノ粒子水分散体を導入した場合と、未導入の場合との定常状態の流速の比較を示すグラフである。
【図６ｂ】様々な入力電力における、ナノ粒子水分散体を添加させた場合及び未添加の場合の時間平均流速を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明並びに本発明の目的及び利点を非限定的な実施例及び添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
本発明は、自然循環システムにおける不安定性及び流動の複雑性を回避することを目的とし、また、駆動力の振動挙動発生に繋がる望ましくない駆動力変動を実質的に生じさせない自然循環システムの効率的な熱回収方法を提供することを目的とする。水のみからなる従来の自然循環システム熱回収用の熱回収媒体に対して、金属酸化物ナノ粒子水分散体を含む熱回収媒体を用いた本発明の方法及びシステムにより、自然循環システムにおいて流動不安定性の回避し、かつ、流速を上昇させる前記目的を達成する方法について説明する。
【００３４】
【実施例】
（実施例Ｉ）
本発明の自然循環システム用ナノ粒子水分散体熱回収媒体の調製
【００３５】
平均粒径４０〜８０ｎｍのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）ナノパウダー（純度：９９．７％）を様々な濃度（重量比）で水に添加して、種々の濃度のナノ粒子水分散体水溶液を調製した。粒子の凝集・沈殿を防止するために、超音波処理浴槽内で超音波処理した。まず、所要の容量の前記パウダーを秤量フラスコに取って蒸留水と混合し、次いで超音波振動により粒子分散させた。適切な混合物とした後、所望の濃度のナノ粒子を含むそれぞれのフラスコを再度約４時間超音波処理した。かかる処理時間は、安定した凝集のない粒子水分散体を得るために十分な時間である。
【００３６】
本発明の熱回収媒体を使用する閉ループ自然循環システムの一実施形態
【００３７】
水のみからなる従来の母流体に対する、閉じループ自然循環系内における本発明の母流体媒体としてのナノ粒子水分散体の安定性及び流動特性の評価試験を容易にするために、図１に示す自然循環ループを用意した。
【００３８】
図１に示すように、使用した自然循環ループは、円形の流路断面を有する矩形の自然循環ループ（１）である。このような自然循環ループは、核エネルギー／太陽エネルギー発生システムと関連している。ループ（１）は熱源（２）を有する。熱源（２）は、下側水平部（１Ｂ）の円筒部の外面に均一に巻回された電線により加熱を行うヒーターである。また、ループ（１）は、環状開口部を通して水道水を循環させる二重管式熱交換器からなるクーラー装置（３）を上部（１Ｔ）に備える。流体の体積膨張に対応するための膨張タンク（４）が図中最上部に示されている。膨張タンク（４）はまた、ループが常に液体で満たされるようにする。
【００３９】
実施例Ｉの母流体媒体及び従来の水のみからなる媒体の安定性及び流速の評価試験を容易にするために、ループ中の様々な位置に熱電対手段（５）を設置して瞬間の局所温度を測定した。流速は、ループの下側水平部に設置した圧力変換器により測定した。また、これら装置を、全ての流路を１秒未満でスキャン可能なデータ取得システムと接続した。第二冷却水の流速はロータメーターを使用して測定した。大気中への熱ロスを最小限とするためループを断熱した。
【００４０】
全ての発電システムで観察される入力電力増加／低減現象の電力値と同様な様々な入力電力値において、安定性及び流動挙動を評価した。記録した重要な流動パラメータは、ヒーター間圧力減少、図１に示すループの１３カ所の温度、ヒーター入力電力である。
【００４１】
よく知られているように、流体媒体により熱伝導を行う全ての自然循環様式において、「流動」は加熱部と冷却部との流体密度差による浮揚による駆動力がループ内の抵抗摩擦値を超えたときに起こる。図１に示すようにループ内の流体を加熱すると、ループ内に対流が起こる。加熱流体は加熱部内を上昇した後、クーラーを通過して冷却され、冷却部内の温度が低下する。以上により、加熱部及び冷却部間の流体密度差により駆動力が発生する。
【００４２】
実施例１で得られた様々なナノ粒子濃度（１重量％及び２重量％）のナノ粒子水分散体による本発明の流動不安定性の安定化について、様々な段階的なエネルギー過渡変化（段階的な入力電力低減プロセスを含む）において、水のみからなる循環媒体と対比した試験を行った。以下、実施例ＩＩ〜Ｖの結果を図２〜図６（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
【００４３】
（実施例ＩＩ）
本実施例では、入力電力過渡変化（初期入力電力：１５０Ｗ  １５０Ｗ単位で増加）における、水のみからなる従来の母流体を循環させた自然循環の挙動を評価した。図１に示すシステムを用いた。また、熱回収媒体として水をシステム内に導入した。得られた結果を図２に示す。図２は、初期入力電力を１５０Ｗとし、１５０Ｗ単位で増加させた入力電力過渡変化に対する図１のループの一過性の自然循環挙動を示す図である。図２から明らかなように、入力電力が４５０Ｗになるまで流動は安定しているが、６００Ｗになると、逆流を伴った振動振幅の増大という流動不安定性が観察された。
【００４４】
（実施例ＩＩＩ）
本実施例では、入力電力過渡変化（初期入力電力：３００Ｗ  １００Ｗ単位で増加）に対する、水のみからなる従来の母流体を循環させた自然循環の挙動を評価した。結果を図３に示す。
【００４５】
図３を参照すると、本試験では３００Ｗの低熱注入でも流動が不安定であった。振動の振幅は入力電力の増加とともに増大した。入力電力低減プロセス中における不安定性挙動を証明するために、６００Ｗで入力電力低減挙動試験を行った。入力電力を１００Ｗ単位で６００Ｗから４００Ｗに低減させたところ、入力電力増加ステップにおける、対応する入力電力での流動不安定性の特性とは異なるものの、流動不安定性が継続して観察された。
【００４６】
（実施例ＩＶ）
本実施例では、水のみからなる従来の母流体を循環させたループ及びナノ粒子水分散体（１％及び２％）を循環させたループの自然循環挙動を、実施例ＩＩ及びＩＩＩの入力電力過渡変化条件下で評価した。
【００４７】
循環ループの安定性挙動に対するナノ粒子水分散の効果の内容を図４及び５にそれぞれ示す。図４及び５の比較図から明らかなように、Ａｌ２Ｏ３ナノパウダー水分散体を母流体熱回収媒体として用いると、水のみを流体媒体として用いることに起因する不安定性が抑制されるため、流動安定性が明らかに改善する。重要な点は、Ａｌ２Ｏ３と同様に、全ての酸化金属ナノパウダーも自然循環挙動に対して同様の効果を及ぼすと考えられることである。
【００４８】
（実施例Ｖ）
本実施例では、自然循環におけるナノパウダー水分散体の効果を更に評価した。以下、結果について説明する。
【００４９】
図６（ａ）及び６（ｂ）より、ナノ粒子水分散体では流動が安定化し、かつ定常状態の流速も水のみを場合と比較して向上したことが明らかにわかる。流速は、圧力変換器で測定した圧力降下から推定した。
【００５０】
以上の結果から、自然循環システムにおける流動不安定性が低濃度のナノパウダーでも驚くべき程抑制できることが充分かつ明確にわかる。また、ナノ粒子水分散体では定常状態の流速が上昇したことがわかった。ナノ粒子の流体（水）分散体の他の大きな利点は、絞り装置を設けた場合と異なり流速が向上したことであり、熱回収のための自然循環の流動挙動についての本発明の驚くべき知見の他に得られた利点である。
【００５１】
したがって、本発明によれば、流動及び駆動力に影響を及ぼして駆動力の振動挙動を起こす、自然循環ループ／システムの非線形性及び低駆動力に主に起因する自然循環システムにおける流動不安定性という未だ対応手段のない課題に対して、必要とされていた解決策を提供することができる。重要なことに、本発明は、金属酸化物ナノパウダーを用いて自然循環システムの流動不安定性を抑制することができ、また、ナノ粒子水分散体を含む熱回収媒体により自然循環における流速を驚くべき程向上させることが初めてできた。よって本発明は、様々なエネルギーシステムに適用可能な熱回収のための自然循環の安定化方法の提供に好適であるため、自然循環システムの広範な用途への適用及び有益な使用が促進される。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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