(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次流体により加熱されて熱線を放射する面を有する放熱板と、
この放熱板に対向配置され、前記熱線を反射してその焦点位置に集光させる主反射板と、
前記焦点位置に配置され、前記主反射板から反射された前記熱線により加熱される、２次流体が流れるパイプ部材と、
前記放熱板と前記パイプ部材との間に、前記パイプ部材からの熱線を反射してその焦点位置にある前記パイプ部材に集光させる副反射板と、
を備えることを特徴とする熱線トランス。
【請求項２】
前記放熱板は、前記熱線を放射する面を黒体としたことを特徴とする請求項１に記載の熱線トランス。
【請求項３】
前記パイプ部材は、その表面を黒体としたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱線トランス。
【請求項４】
前記副反射板は、前記放熱板と対向する面を黒体としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱線トランス。
【請求項５】
前記１次流体は、機器を冷却した排熱流体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱線トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温に近い低温の熱水を、高温の熱水に変換するための熱線トランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
計算機センター等で稼動する多数の機器の冷却システムの排熱水は、大量に排出されるが常温に近い低温の温水であり、全体としては大きな熱量を有する排熱水からは直接高温の熱水を得ることができない。
【０００３】
このような低温の排熱水は、他のエネルギーを負荷することなく高温に変換することができないので、再利用の効率が悪くそのまま廃棄されている。従って、全体としては大きな熱量が無駄に廃棄されている結果となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１９０３６３号公報
【特許文献２】特開２０００−３３７７８１号公報
【特許文献３】特開２００２−１３９２３６号公報
【特許文献４】特開２００５−０１６３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低温ではあるが、全体として大量の熱量を有する系において、他のエネルギーを負荷することなく、高温を得る手法として有効なものがなかった。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、低温ではあるが、全体として大量の熱量を有する系において、他のエネルギーを負荷することなく、高温を得ることを可能とする熱線トランスの実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）１次流体により加熱されて熱線を放射する面を有する放熱板と、
この放熱板に対向配置され、前記熱線を反射してその焦点位置に集光させる主反射板と、
前記焦点位置に配置され、前記主反射板から反射された前記熱線により加熱される、２次流体が流れるパイプ部材と、
前記放熱板と前記パイプ部材との間に、前記パイプ部材からの熱線を反射してその焦点位置にある前記パイプ部材に集光させる副反射板と、
を備えることを特徴とする熱線トランス。
【０００９】
（２）前記放熱板は、前記熱線を放射する面を黒体としたことを特徴とする（１）に記載の熱線トランス。
【００１０】
（３）前記パイプ部材は、その表面を黒体としたことを特徴とする（１）または（２）に記載の熱線トランス。
【００１１】
（４）前記副反射板は、前記放熱板と対向する面を黒体としたことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の熱線トランス。
【００１２】
（５）前記１次流体は、機器を冷却した排熱流体であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の熱線トランス。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）あまり高温とならない熱源、たとえば、コンピュータのＣＰＵ、エンジン、モーター等の各種発熱体の冷却システムの排熱水に応用し、熱を有効利用できる温度領域へ容易に変換することができる。よって、いままで廃熱されていた常温プラスα付近の発熱体のエネルギーを有効利用することができる。
【００１４】
（２）発熱体の放射板とパイプ部材の面積比を十分とることにより、外部からのエネルギーを負荷することなく、効率よく高温に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した熱線トランスの一実施形態を示す斜視図である。
【００１６】
機器１の発熱部は、冷却水Ｗ１により冷却され、排熱水Ｗ２が出力される。排熱水Ｗ２の温度は、常温プラスαの低温である。この排熱水Ｗ２は、１次流体として所定容量の発熱体２に入力され、これを加熱した後に排熱水Ｗ３として排出される。発熱体２は、所定面積の放熱板２１を有し、１次流体Ｗ２で加熱された放熱板２１の面に直交して平行な熱線Ｈが放射される。
【００１７】
この放熱板２１に対向して、前記平行な熱線Ｈを反射し、その焦点位置に集光させる複数（図では４個）の主反射板３１，３２，３３，３４が配置されている。これら主反射板３１，３２，３３，３４の焦点位置には、２次流体Ｗ４が流れるパイプ部材４１，４２，４３，４４が配置されており、主反射板から反射されて集光された熱線Ｈにより加熱される。
【００１８】
更に、放熱板２１とパイプ部材４１，４２，４３，４４との間に、これらパイプ部材と対向して、パイプ部材４１，４２，４３，４４からの熱線を反射してその焦点位置にあるパイプ部材に集光させる副反射板５１，５２，５３，５４が設けられている。
【００１９】
パイプ部材４１，４２，４３，４４は、１本のパイプを折り曲げて構成され、その一端側より発熱体２の排熱水Ｗ３の一部を２次流体Ｗ４として分流供給し、他端より高温に変換された出力流体Ｗ５を排出する。
【００２０】
図２は、本発明を適用した熱線トランスの要部を示す横断面図である。発熱体２の熱を放射する放熱板２１からの平行な熱線Ｈを反射する主反射板３１，３２，３３，３４は、ＡＬ等の素材または表面を鏡面コートした半円筒乃至は半円筒型に近い形状をし、放熱板２１からの平行な熱線Ｈが結ぶ焦点位置にパイプ部材４１，４２，４３，４４が配置されている。
【００２１】
放熱板２１は、黒体に近づけるために黒く塗装されて熱線Ｈの放射効率を高めている。黒体に近づけた放熱板２１から放射された平行熱線（電磁波）Ｈは、円筒型の主反射板３１，３２，３３，３４で反射される。
【００２２】
円筒型の反射面を備える主反射板３１，３２，３３，３４の焦点位置に配置された、２次流体Ｗ４が流れるパイプ部材４１，４２，４３，４４も黒く塗られ、熱線の吸収効率を高めている。
【００２３】
更に、主反射板及びパイプ部材からの熱線を反射してその焦点位置にあるパイプ部材に集光させる副反射板５１，５２，５３，５４の、放熱板２１に対向する背面側も、放熱板２１からの熱線Ｈの一部を受けるので、黒く塗られて熱線の吸収効率を高めている。
【００２４】
放熱板２１から放射される熱線Ｈは、５〜２０μｍの赤外線領域にあり、放熱板２１から効率よく放射され、主反射板で反射し、パイプ部材位置に焦点を結び、効率よく熱を吸収する構造になっている。
【００２５】
そのパイプ部材を循環する２次流体Ｗ４は、常温に近い温度帯であるために、温度変換比を上げるためには、主反射板の表面積Ａを極力大きくする。一方、パイプ部材の表面積Ｂは、中を流れる２次流体Ｗ４の流量を考慮した上で極力小さくする。
【００２６】
ここで、黒体理論によると、面積比Ａ／Ｂに相当する熱がパイプ部材側に移動する。これは、電気的なトランスに相当し、変圧可能な電圧に相当するものが温度である。また、トランスの巻線比に相当するものが面積比（正確には面積の４乗根比）である。その意味で、本発明の構成は、熱線トランスと称することができる。
【００２７】
パイプ部材を流れる２次流体Ｗ４は、吸収した熱により加熱され、理想的には主反射板の温度よりもパイプ部材の温度は上昇する。ここで、熱損失を考慮して面積比Ａ／Ｂを十分にとることが重要である。また、本発明の構成を真空中に配置することにより、熱変換効率を更に向上させることができる。
【００２８】
実施形態では、１次流体及び２次流体は通常の冷却システムで使用される水を例示したが、他の流体であってもよい。実施形態では、発熱体２の排熱水Ｗ３の一部を２次流体Ｗ４として分流供給しているが、２次流体Ｗ４を独立した循環系とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用した熱線トランスの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した熱線トランスの要部を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  機器
２  発熱体
２１  放熱板
３１，３２，３３，３４  主反射板
４１，４２，４３，４４  パイプ部材
５１，５２，５３，５４  副反射板
【図１】
0005170538.tif 000002
【図２】
0005170538.tif 000003