(57)【要約】【課題】作動媒体を加圧しながら流動させるポンプを持たない熱交換器を実現すること。【解決手段】自己圧送式熱交換器１００は、作動媒体の液体と気体とが混合封入されたループ状の細管に細管曲折部１１０を備える。細管曲折部１１０は、細管を面状に蛇行させた第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅを、上部がダクト４の外に露出し下部がダクト４の高温流体に曝されるようにして流動方向上流側から順に配列し、逆止弁１１４を介して直列接続して構成される。逆止弁１１４は、細管内に封入された作動媒体を、高温流体の流動方向下流側から上流側へ流れを制限する。第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅは、それぞれ自励振動ヒートパイプのように機能し、作動媒体が高温流体の流動方向上流方向へ送るので、ポンプ無しでも作動媒体の加熱と加圧をしながら循環させ熱を移動させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細管部が所定の高温流体に曝される作動下において当該管内に封入された作動媒体が液体及び気体の混合状態となるよう設計された自己圧送式熱交換器であって、
前記細管部は、前記作動下において温度格差の有る位置間を往復する蛇行状又は螺旋状に配管されたループ型細管ヒートパイプとして動作する曲折ユニットを、前記高温流体の流動方向に沿って複数直列に接続して有し、
前記曲折ユニットの接続部に管内の前記作動媒体の流れを前記高温流体の上流方向に制限する逆止弁を配置して備え、且つ、前記逆止弁を挟んで当該逆止弁の上流側直近の前記温度格差の低温部温度が、当該逆止弁の下流側直近の前記温度格差の高温部温度よりも低くなるように構成した、
自己圧送式熱交換器。
【請求項２】
前記曲折ユニットは、面状且つ蛇行状に配管して構成され、
前記細管部は、前記曲折ユニットそれぞれを前記高温流体の流動方向に対向する向きに配置して有する、
請求項１に記載の自己圧送式熱交換器。
【請求項３】
前記曲折ユニットは、螺旋状に配管して構成され、
前記細管部は、隣接する前記曲折ユニットを、前記高温流体の流動方向において部分的に重なるように配置して有する、
請求項１に記載の自己圧送式熱交換器。
【請求項４】
前記細管部は、前記曲折ユニットを、螺旋軸が前記高温流体の流動方向に交差する向きに配置して有する、
請求項３に記載の自己圧送式熱交換器。
【請求項５】
前記細管部は、隣接する前記曲折ユニットを、互いの螺旋部分が互い違いに重なるように配置して有する、
請求項３又は４に記載の自己圧送式熱交換器。
【請求項６】
前記曲折ユニットは、前記高温流体の流路内と流路外を繰り返し通過する配管で構成され、前記流路内での受熱を前記流路外で放熱する、
請求項１又は２に記載の自己圧送式熱交換器。
【請求項７】
前記曲折ユニットは、前記高温流体の流路外を通過する配管部分が、当該流路の上側に設けられた、
請求項６に記載の自己圧送式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温物体（固体、液体、気体を問わない）から低温物体へ熱を移動させる手段として、配管内に作動媒体を封入した熱交換器やヒートパイプなどが知られるところである。熱交換器は一般的に作動媒体を流動させるためのポンプなどを搭載するが、ヒートパイプはポンプなどを搭載しなくとも作動媒体を移動させることができる点で大きく異なる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−９７１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、熱交換器は作動媒体を流動させるポンプを搭載するので、高温物体と低温物体とが比較的離れた場所に有っても熱を移動させることができるので、例えば空気調和用や自動車のエンジン冷却用、ボイラー等の燃焼用空気の予熱用などで広く利用されている。また、ポンプを用いれば作動媒体を加圧しながら流動させることができ、熱交換器と組み合わせることで高温高圧の作動媒体を生成し、膨張機を用いて力学的エネルギーを取り出すシステムを構成することもできる。
しかし、熱交換器とポンプを組み合わせた装置では、ポンプを備えるが故に、ポンプに係る製造コストの上乗せや長時間の運用に必要な信頼性の確保、定期的な保守作業が必要不可欠となる。
一方、ヒートパイプはポンプを用いずに作動媒体を流動させることができので、熱交換器への転用が期待できる。しかし、ヒートパイプには作動媒体を流動させることはできても、ポンプのように作動媒体を加圧することができないため、公知のヒートパイプのままではポンプを備えた熱交換器の代用とすることはできなかった。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、作動媒体を加圧しながら流動させるポンプの機能を有した熱交換器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための第１の発明は、細管部が所定の高温流体に曝される作動下において当該管内に封入された作動媒体が液体及び気体の混合状態となるよう設計された自己圧送式熱交換器であって、前記細管部は、前記作動下において温度格差の有る位置間を往復する蛇行状又は螺旋状に配管されたループ型細管ヒートパイプとして動作する曲折ユニットを、前記高温流体の流動方向に沿って複数直列に接続して有し、前記曲折ユニットの接続部に管内の前記作動媒体の流れを前記高温流体の上流方向に制限する逆止弁を配置して備え、且つ、前記逆止弁を挟んで当該逆止弁の上流側直近の前記温度格差の低温部温度が、当該逆止弁の下流側直近の前記温度格差の高温部温度よりも低くなるように構成した自己圧送式熱交換器である。
【０００７】
第１の発明によれば、細管部を複数の曲折ユニットを有する構成とし、それらを高温流体の流動方向に沿って直列に接続して有し、更に曲折ユニットの接続部に管内の作動媒体の流れを高温流体の上流方向に制限する逆止弁を配置している。
【０００８】
曲折ユニットを個別に着目すれば、それぞれが温度格差の有る位置間を往復する蛇行状又は螺旋状に配管されている。よって、曲折ユニットそれぞれは、いわゆる「ループ型細管ヒートパイプ」「自励振動ヒートパイプ」「振動流型ヒートパイプ」と称されるヒートパイプ同様に、ポンプが無くとも作動媒体を流動させる力を持っている。すなわち、温度格差の有る位置の一方（受熱域・高温部）と他方（放熱域・低温部）との圧力差から自励的に圧力波が生まれ、作動媒体は逆止弁で許容される方向へ移動する。
【０００９】
高温流体の温度に着目すれば、高温流体は上流から下流へ向かうに従い次々に曲折ユニットと接するため上流は下流より温度が高くなる。従って、隣合う曲折ユニット間の関係で見れば、上流側の曲折ユニットの方が下流側の曲折ユニットよりも圧力が高くなる傾向があるが、逆止弁の作用により下流方向へ作動媒体が流れる事は無い。一方、曲折ユニット内には温度差があり、曲折ユニット内の圧力はその内部の作動媒体の流動に応じて変動する。そのため、上流側の曲折ユニットの低温部の温度が下流側の曲折ユニットの高温部の温度よりも低い場合には，下流側の圧力が上流側の圧力よりも高くなる状態が間欠的に作られ得る。例えば上流側の曲折ユニット内で隣合う曲折ユニットをつなぐ逆止弁に最も近い気液界面が低温部に位置し、且つ、下流側の曲折ユニット内で逆止弁に最も近い気液界面が高温部に位置している場合には、逆止弁の前後において下流側の曲折ユニットの圧力が上流側の圧力を上回るため逆止弁が開いて、下流側から上流側へ作動媒体が流れ得る。
【００１０】
よって、下流側の曲折ユニットで勢いづけられた作動媒体は上流側の曲折ユニットへ送られ、そこで更に加圧されてより上流側の曲折ユニットへ送られ、そこでも更に加圧される、と言った具合に多段式に圧力が高められることとなる。
従って、第１の発明によれば、ポンプが無くとも、従来の「ループ型細管ヒートパイプ」「自励振動ヒートパイプ」では得られなかった一方向への作動媒体の流動力が得られる。ポンプが無いのであるから、その分製造コストを低く抑え、且つポンプの長時間運転を実現する信頼性の確保や定期的な保守に係る工数を削減することができる。
【００１１】
曲折ユニットの構成については、例えば第２の発明として、前記曲折ユニットは、面状且つ蛇行状に配管して構成され、前記細管部は、前記曲折ユニットそれぞれを前記高温流体の流動方向に対向する向きに配置して有する、第１の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。
【００１２】
或いは、第３の発明として、前記曲折ユニットは、螺旋状に配管して構成され、前記細管部は、隣接する前記曲折ユニットを、前記高温流体の流動方向において部分的に重なるように配置した、第１の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。
【００１３】
曲折ユニットを螺旋状の配管とする場合は、更に第４の発明として、前記細管部が、前記曲折ユニットを、螺旋軸が前記高温流体の流動方向に交差する向きに配置して有する、第３の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。
【００１４】
さらには、第５の発明として、前記細管部が、隣接する前記曲折ユニットを、互いの螺旋部分が互い違いに重なるように配置して有する第３又は第４の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。当該発明によれば、曲折ユニットの配置に要するスペースを小さくし、熱交換器をより小型化できる。
【００１５】
曲折ユニットがより効率的に作動媒体を流動させる力を生むようにするには、第６の発明として、前記曲折ユニットが、前記高温流体の流路内と流路外を繰り返し通過する配管で構成され、前記流路内での受熱を前記流路外で放熱する、第１又は２の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。曲折ユニットの高温部と低温部との温度差をより大きくできるので、作動媒体を流動させる力をより高めることができる。
【００１６】
更に効果を高めることを望むならば、第７の発明として、前記曲折ユニットの前記高温流体の流路外を通過する配管部分が当該流路の上側に設けられた、第６の発明の自己圧送式熱交換器を構成できる。曲折ユニットの低温部が上、高温部が下になるので、作動媒体の気相部分が上昇する力を利用することが可能となり、より作動媒体を流動させる力を高めることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した自己圧送式熱交換器と、それを用いた廃熱利用システムの構成例を示す図。
【図２】第１実施形態の細管曲折部が配置されたダクト周りの構成例を示す斜め下から見上げた斜視外観図。
【図３】図２の内部の様子を示す（１）部分断面図及び（２）細管曲折部１１０の配管図。
【図４】曲折ユニットの作動状態を示す図。
【図５】第２実施形態の曲折ユニットの構成例を示す上面図及び側面図。
【図６】第２実施形態の細管曲折部の構成例を示す上面図。
【図７】第２実施形態の細管曲折部の構成例を示す側面図。
【図８】廃熱利用システムの変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明を適用した自己圧送式熱交換器と、それを用いた廃熱利用システムの構成例を示す図である。
本実施形態の廃熱利用システム２は、排気ガスや高炉の冷却液等の高温流体が通されるダクト４と、当該高温流体から受熱して熱輸送する自己圧送式熱交換器１００と、当該熱交換器から受熱する高温側ヒートシンク６と、冷却水配管８に接続された冷却側ヒートシンク１０と、それら両ヒートシンクに接続された熱電変換素子１２とを備え、廃熱を利用して発電するシステムである。
【００１９】
自己圧送式熱交換器１００は、真空状態にした閉ループ状の高熱伝導性の細管内に作動媒体の液体と気体とを封入している。なお、細管曲折部１１０が高温流体に曝される作動下において、封入された作動媒体が液体及び気体の混合状態となればよく、非作動の常温下において作動媒体は液体の状態であってもよい。また、細管の半径ｒは以下の式（１）を満たすように選択される。
【００２０】
（ρl−ρv）・ｒ２・ｇ／σ＜０．６２        ……式（１）
但し、ρl＝作動媒体の液相の密度、ρv＝作動媒体の気相の密度、ｒ＝細管の半径、ｇ＝重力加速度、σ＝表面張力
【００２１】
作動媒体は、水、代替フロン、エタノールなどが利用可能である。作動媒体として「水」を選択した場合、細管の半径ｒは２．１mm以下、液相の封入率は４０〜７０％程度である。
【００２２】
本実施形態の自己圧送式熱交換器１００は、高温流体が通されるダクト４（流路）に挿入され高温流体に接して廃熱を回収する細管曲折部１１０と、当該細管曲折部から廃熱を再利用する廃熱再利用部７へ細動媒体を循環させる熱輸送管部１０８とを備える。
【００２３】
図２は、本実施形態の細管曲折部１１０が配置されたダクト４周りの構成例を示す斜め下から見上げた斜視外観図である。図３は、図２の内部の様子を示す（１）部分断面図及び（２）細管曲折部１１０の配管図である。
【００２４】
本実施形態の細管曲折部１１０は、細管が面状に蛇行した複数の曲折ユニット１１２（１１２ａ，１１２ｂ，…）を、細管曲折部１００内では分岐しないように直列接続して構成される。図３（１）では、曲折ユニット１１２（１１２ａ，１１２ｂ，…）を識別し易いように、蛇行している細管部をユニット毎に異なるハッチングや網掛けを施して示している。
【００２５】
具体的には、第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅの５ユニットそれぞれが、細管の蛇行面がダクト４の高温流体の流動方向（図中の黒太矢印）に対して略直交する姿勢で、且つ、上端部がダクト４の外側に露出するようにして、流れ方向上流から下流方向へ順時配列されて直列接続される。高温流体は最上流の第１曲折ユニット１１２ａから最下流の第５曲折ユニット１１２ｅへ次々に熱が奪われるので、高温流体は上流ほど下流よりも温度が高くなる。よって、ダクト４の内部の温度分布に着目して換言すれば、ダクト４の内の温度分布の高温側から低温側へ第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅの順に配列され、直列接続される。そして、各曲折ユニット１１２の接続部には逆止弁１１４を備える。
【００２６】
逆止弁１１４は、作動媒体が細管曲折部１１０内を高温流体の下流側から上流側へ流れるのを許容する一方で逆向きの流れを阻害する働きをする。具体的には、作動媒体が、第５曲折ユニット１１２ｅ→第４曲折ユニット１１２ｄ→第３曲折ユニット１１２ｃ→第２曲折ユニット１１２ｂ→第１曲折ユニット１１２ａの方向へのみ流れるように制限する。すなわち、ダクト４の内の温度分布の高温側へ向けて流れるように規制する。
【００２７】
逆止弁１１４それ自体の構成は公知技術を適宜利用することができる。例えば、図１及び図３では逆止弁１１４の配置位置を認識し易くするために細管よりも径が大きい別体の如く描いているが、逆止弁１１４の径は細管の径と同じまたはそれ以下でも良い。また、逆止弁１１４は細管と別体の構成に限らず、細管を絞った区間にボールを封入したり、細管の径を局部的に拡張または縮小してディフューザや絞り部を設けることで流体圧や流れ抵抗により逆止効果を得る一体構成でも構わない。また、逆止弁１１４の位置を隣接する曲折ユニット１１２間の接続部の代わり、或いは接続部とともに曲折ユニット１１２の細管の中途に設けるとしてもよい。
【００２８】
各曲折ユニット１１２（１１２ａ，１１２ｂ，…）は、それぞれが一つの「自励振動型ヒートパイプ」のように振る舞う。すなわち、図４に示すように、細管２０内では作動媒体の液相２２（液体部分）と気相２４（気体部分）とが概ね交互に存在する状態となる。そして、ダクト４の内部と外部とで温度格差が生じる。よって、ダクト４の内部にあって高温流体に曝される部分が受熱域・高温部となり、受熱域にある細管２０では高温流体から得た熱で断続的に作動媒体の気相２４が成長したり新たな気泡が発生し増圧する。一方、ダクト４の外側に出ている上部が放熱域・低温部となり、放熱域にある細管内は冷却され気相２４が収縮したり作動媒体が凝縮するなどして減圧する。そして、受熱域（高温部）と放熱域（低温部）との圧力差から自励的に圧力波が生まれ、作動媒体は逆止弁１１４で許容される方向へ移動する。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態では第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅは、隣接するユニット同士が逆止弁１１４を介して接続されている。そのため、作動媒体の移動は、相対的に高温流体の流動方向下流側の曲折ユニットから上流側の曲折ユニットへの一方向となる。従って、逆止弁１１４を挟んで下流側の曲折ユニットの圧力が上流側の曲折ユニットの圧力よりも高まった瞬間に作動媒体が前者から後者へ移動する。具体的には、例えば、隣接する曲折ユニットのうちの上流側の曲折ユニット内において当該隣接する曲折ユニットをつなぐ逆止弁１１４に最も近い気液界面が低温部に位置し、且つ、下流側の曲折ユニット内で逆止弁１１４に最も近い気液界面が高温部に位置している場合には、逆止弁１１４の前後において下流側の曲折ユニットの圧力が上流側の圧力を上回るため逆止弁１１４が開いて、下流側から上流側へ作動媒体が流れることができる。よって、細管曲折部１１０全体でみれば、別途ポンプなどを設けなくとも作動媒体が移動する。
【００３０】
そして、図１に示すように、自己圧送式熱交換器１００全体で見れば、細管曲折部１１０の第１曲折ユニット１１２ａを出た作動媒体は熱輸送管部１０８を通って高温側ヒートシンク６へ移動して熱を輸送する。そして、高温側ヒートシンク６で熱電変換素子１２に熱を奪われ冷却された後、作動媒体は、細管曲折部１１０の最下流側の第５曲折ユニット１１２ｅへ循環する。
【００３１】
このように、本実施形態の自己圧送式熱交換器１００によれば、細管２０を面状に蛇行させた複数の曲折ユニット１１２（１１２ａ，１１２ｂ，…）の面を高温流体の流動方向に対向させ、且つ、各曲折ユニット１１２を高温流体の流路の高温側から低温側へ順次直列に配列し、低温側→高温側の方向のみ作動媒体が流れるように逆止弁を通して直列接続する。この構成により、作動媒体を低温側から高温側へ多段階に加熱させることで排気ガス等の高温流体から廃熱を効果的に回収することができる。
【００３２】
また、それぞれの曲折ユニット１１２を一つの「自励振動ヒートパイプ」と見なした場合、平均的な内部圧力が低い低温側の曲折ユニットから能力が平均的な内部圧力が高い高温側の曲折ユニットへ多段階に圧力を高めながら作動媒体を送り出すことができる。よって、自己圧送式熱交換器１００全体として作動媒体の圧力を高めながら移動させる能力（作動媒体の輸送能力）を備えており、ポンプの機能を有していると言える。これは、従来のヒートパイプには無い機能である。それでいながら、ポンプが備わっていないので、自己圧送式熱交換器１００はその分低コストに製造できる。また、ポンプに係る機能保証も不要であり定期的な保守も不要である。
【００３３】
当然のことながら、本実施形態の自己圧送式熱交換器１００を用いた廃熱利用システム２では熱輸送に係る媒体ポンプが不要となり、システム全体として低コスト・高信頼性・省保守を実現することができる。
【００３４】
尚、曲折ユニット１１２の低温部の長さと高温部の長さの関係は、図３〜図４にて示された例に限られるものでは無く、隣り合う曲折ユニット間の関係において、上流側の曲折ユニットの低温部の温度が下流側の曲折ユニットの高温部の温度よりも低い状態が作られ得るように適宜設定されるものとする。低温部や高温部の細管２０に熱交換を促進するフィンを設定する場合には、フィンの面積等も考慮する。
【００３５】
また、自己圧送式熱交換器１００に含まれる細管曲折部１１０を複数とする構成も可能である。その場合、複数の細管曲折部１１０は直列接続されても良いし並列接続するとしても良い。また、曲折ユニット１１２はダクト４の上部から外に出て露出・放熱するのではなく、側部や下部から外に露出する配置となっても良い。
【００３６】
また、本実施形態における細管曲折部１１０に含まれる曲折ユニット１１２の構成も適宜変更可能である。例えば、細管曲折部１１０に含まれる曲折ユニット１１２の数は５つに限らない。また、一つの曲折ユニット１１２における蛇行回数は適宜変更可能である。
【００３７】
また、逆止弁１１４の数や配置位置も適宜可変可能である。例えば、数に関して言えば、本実施形態では第１曲折ユニット１１２ａ〜第５曲折ユニット１１２ｅそれぞれの接続部及び両端に逆止弁１１４を設ける構成とするので、図１に示すように合計６個の逆止弁１１４を備えるが、適宜数を減らすこともできるし増やすこともできる。配置位置については、本実施形態では、隣接する曲折ユニットの接続部であり、ちょうどダクト４の外に出ている中間部分に設ける構成としたが、これに限らない。例えば、隣接する曲折ユニットの接続部でダクト４の外に出ている部分のうち、下流側の曲折ユニットの高温部の細管２０の末端がダクト４の外に出た直後に設けるとしても良いし、ダクト４内としてもよい。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様の構成を有するが、自己圧送式熱交換器の細管曲折部の構成が異なる。尚、廃熱利用システム２の構成は第１実施形態と同様である。第１実施液体と同様の構成要素については同じ符号を付与し、詳細な説明は省略するものとする。
【００３９】
図５は、本実施形態における自己圧送式熱交換器１００における曲折ユニット１２２の構成例を示す（１）上面図、（２）側面図である。尚、座標軸は高温流体の流動方向をＸ軸、上向きをＹ軸としている。
【００４０】
本実施形態の曲折ユニット１２２は、高温流体の流動方向（Ｘ軸方向）に対して略直交する軸（Ｙ軸と略並行な軸）を有する螺旋状を成している。高温流体は上流側が下流側よりも温度が高くなる温度格差が生じている。すなわち、高温流体の上流部が当該曲折ユニットにとっての受熱域に相当し、下流側が放熱域に相当する。尚、螺旋の旋回回数、螺旋の側面視形状や寸法は適宜変更可能である。また、高温流体の流動方向に対する曲折ユニット１２２の相対姿勢は、曲折ユニット１２２の１つの螺旋ループが流動方向に沿う方向になればよい。すなわち、螺旋軸が高温流体の流動方向に交差するように曲折ユニット１２２を配置すればよいため、螺旋軸をＹ軸に略平行にする以外に、例えばＺ軸に略平行になるように曲折ユニット１２２を配置してもよい。
【００４１】
図６は、本実施形態における細管曲折部１１０Ｂの構成例を示す上面図である。
図７は、同側面図である。尚、両図ともに座標軸は高温流体の流動方向をＸ軸、上向きをＹ軸としている。
【００４２】
本実施形態の細管曲折部１１０Ｂは、第１曲折ユニット１２２ａ〜第４曲折ユニット１２２ｄの４ユニットを備える。第１曲折ユニット１２２ａ〜第４曲折ユニット１２２ｄは、隣接する曲折ユニット同士がＸ軸方向に重なり合うようにして、高温流体の流動方向上流（Ｘ軸原点寄り）から下流方向へ順に配列され、逆止弁１１４（１１４ａ，１１４ｂ，…）を介して直列接続されている。逆止弁１１４は、第１実施形態と同様に、高温流体の流動方向下流から上流方向への流れを許容し、逆方向を阻害するように設定されている。換言すれば、低温側の曲折ユニットから高温側の曲折ユニットの方へ向けて作動媒体が流れるように作用する。
【００４３】
本実施形態では、作動流体の流動方向下流から順に、第５の逆止弁１１４ｅ、第４曲折ユニット１２２ｄ、第４の逆止弁１１４ｄ、第３曲折ユニット１２２ｃ、第３の逆止弁１１４ｃ、第２曲折ユニット１２２ｂ、第２の曲折ユニット１１４ｂ、第１曲折ユニット１２２ａ、第１の逆止弁１１４ａ、が直列接続されている。
【００４４】
本実施形態の曲折ユニット１２２もまた、それぞれにおいて「自励振動ヒートパイプ」と同様の作動液体の移動が起きる。隣り合う曲折ユニット間の関係で見れば、上流側の曲折ユニットの低温部の温度が下流側の曲折ユニットの高温部の温度よりも低い状態が作られ得る。すなわち、各曲折ユニット１２２の高温流体の流動方向上流側が高温部、流れ方向下流側が低温部となって圧力差が発生し、逆止弁１１４が許容する方向へ作動媒体が移動する。
【００４５】
よって、本実施形態の自己圧送式熱交換器１００Ｂによれば、第１実施形態の自己圧送式熱交換器１００と同様の効果が得られる。
第１実施形態と比較すると、細管曲折部１１０Ｂ全体がダクト４の内部に配置されるので、熱の損失が少なく、効率的に廃熱を回収できる。また、ダクト４を貫通する箇所が少なくなるので、構造をより簡素化し、製造コストを低減できる。
【００４６】
尚、細管曲折部１１０Ｂは、第１実施形態の細管曲折部１００のように、曲折ユニット１２２の上部などその一部がダクト４の外側に露出し、放熱域を有する構成としても良い。
【００４７】
以上、本発明を適用した第１及び第２実施形態について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限られるものではなく、適宜構成要素の変更・追加・省略を施すことができる。
【００４８】
例えば、廃熱利用の形態は、図８（１）に示す廃熱利用システム２Ｂのように、熱輸送管部１０８の経路上に気液分離器３０，膨張器３２，凝縮器３４を設けて、自己圧送式熱交換器１００で作動媒体を高温高圧にして膨張器３２で力学的エネルギーとして取り出し、その動力で発電機３６を駆動させて電気を得るシステムとしても良い。或いは、図８（２）に示すように廃熱利用システム２Ｃのように、凝縮器４０，膨張弁４２，蒸発器４４を熱輸送管部１０８の経路上に設ける。そして、自己圧送式熱交換器１００で作動媒体を高温高圧にして、凝縮器４０で作動媒体から熱エネルギーを取り出して高圧の冷却液に変え、膨張弁４２で絞り膨張させて低圧の湿り蒸気をつくり、蒸発器４４で湿り蒸気中の液が蒸発する際に外部から熱を吸収させるとしても良い。
【符号の説明】
【００４９】
２…廃熱利用システム
２０…細管
２２…液相
２４…気相
１００…自己圧送式熱交換器
１０８…熱輸送管部
１１０…細管曲折部
１１２（１１２ａ，１１２ｂ，…）…曲折ユニット
１１４…逆止弁
１２２（１２２ａ，１２２ｂ，…）…曲折ユニット
【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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