(57)【要約】【課題】凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気化された輸送媒体の供給が円滑に行われなくなることを改善可能な蒸気ループ構造を提供する。【解決手段】蒸気ループ構造１Ａは熱の輸送媒体を蒸気化する熱回収器１１と、熱回収器１１で蒸気化された輸送媒体が輸送する熱を利用する熱利用部１２と、熱回収器１１から熱利用部１２に蒸気化された輸送媒体を供給する供給配管１３と、熱利用部１２から熱回収器１１に凝縮した輸送媒体を戻す戻り配管１４と、供給配管１３と戻り配管１４とを接続するバイパス配管１５とを備える。蒸気ループ構造１Ａは具体的にはバイパス配管１５を供給配管１３側から戻り配管１４側に向かって重力作用方向下方に向かう向きで取り回している。【選択図】図１
2013147959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱の輸送媒体を蒸気化する熱回収器と、
前記熱回収器で蒸気化された輸送媒体が輸送する熱を利用する熱利用部と、
前記熱回収器から前記熱利用部に蒸気化された輸送媒体を供給する供給配管と、
前記熱利用部から前記熱回収器に凝縮した輸送媒体を戻す戻り配管と、
前記供給配管と前記戻り配管とを接続するバイパス配管とを備える蒸気ループ構造。
【請求項２】
請求項１記載の蒸気ループ構造であって、
前記バイパス配管に設けられ、前記供給配管から前記戻り配管への輸送媒体の流通を許可し、前記戻り配管から前記供給配管への輸送媒体の流通を禁止する逆止弁をさらに備える蒸気ループ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気ループ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱の輸送媒体が自然循環によって凝縮した状態で受熱するとともに、蒸気化した状態で放熱することを繰り返し行う蒸気ループ構造が知られている。この点、かかる蒸気ループ構造によって熱を回収し利用する技術として、排気熱を回収するエンジンの暖機装置が例えば特許文献１で開示されている。
【０００３】
このほか構成上、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献２、３で開示されている。特許文献２では気水分離器によって分離された冷却水を凝縮器の下流側へ凝縮器をバイパスして戻すリターン流路を備える廃熱回収装置が開示されている。特許文献３では低沸点冷媒が過熱蒸気状態でないときに蒸気タービンをバイパスするバイパス手段を有するエンジンの冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５９４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９７６０号公報
【特許文献３】特開昭６３−３０２１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蒸気ループ構造では、熱回収器から熱利用部に供給配管を介して蒸気化された輸送媒体を供給できる。ところが、例えば輸送媒体への入熱開始直後など、供給配管の内壁部の温度が輸送媒体の凝縮温度よりも低い場合には、蒸気化された輸送媒体の一部が供給配管内で冷却され、凝縮することがある。この場合、凝縮した輸送媒体は供給配管内に滞留したり、熱回収器側に向かって逆流したりすることで、蒸気化された輸送媒体の熱利用部側への移動を妨げる圧力損失を生じさせる結果、蒸気化された輸送媒体の供給が円滑に行われなくなる虞がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気化された輸送媒体の供給が円滑に行われなくなることを改善可能な蒸気ループ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は熱の輸送媒体を蒸気化する熱回収器と、前記熱回収器で蒸気化された輸送媒体が輸送する熱を利用する熱利用部と、前記熱回収器から前記熱利用部に蒸気化された輸送媒体を供給する供給配管と、前記熱利用部から前記熱回収器に凝縮した輸送媒体を戻す戻り配管と、前記供給配管と前記戻り配管とを接続するバイパス配管とを備える蒸気ループ構造である。
【０００８】
本発明は前記バイパス配管に設けられ、前記供給配管から前記戻り配管への輸送媒体の流通を許可し、前記戻り配管から前記供給配管への輸送媒体の流通を禁止する逆止弁をさらに備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気化された輸送媒体の供給が円滑に行われなくなることを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の蒸気ループ構造の概略構成図である。
【図２】実施例２の蒸気ループ構造の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は蒸気ループ構造１Ａの概略構成図である。破線の矢印は蒸気の流れを示し、実線の矢印は凝縮した熱の輸送媒体の流れを示す。蒸気ループ構造１Ａは熱回収器１１と熱利用部１２と供給配管１３と戻り配管１４とバイパス配管１５とを備えている。蒸気ループ構造１Ａには輸送媒体（例えばＨ２Ｏ）が封入されている。蒸気ループ構造１Ａでは輸送媒体が自然循環によって凝縮した状態で受熱するとともに、蒸気化した状態で放熱することを繰り返し行うことで熱の回収と利用とを行う。
【００１３】
熱回収器１１は熱交換器であり、輸送媒体を蒸気化する。熱回収器１１は具体的にはここではエンジンの排気と輸送媒体との間で熱交換を行うことで排気から熱を回収し、輸送媒体を蒸気化する熱交換器となっている。この点、熱回収器１１はエンジンの排気の熱など廃熱を回収することが好適である。熱利用部１２は蒸気化された輸送媒体である蒸気が輸送する熱を利用する。熱利用部１２は具体的にはここではエンジンであり、蒸気が輸送する熱を暖機に利用する。
【００１４】
供給配管１３は熱回収器１１から熱利用部１２に蒸気を供給する。供給された蒸気は熱利用部１２で熱を放出するとともに凝縮する。供給配管１３は具体的には熱回収器１１側から重量作用方向上方に向かって取り回しが行われている部分Ｐを有している。部分Ｐはさらに具体的には熱回収器１１に隣接して設けられている。戻り配管１４は熱利用部１２から熱回収器１１に凝縮した輸送媒体を戻す。この点、戻り配管１４は熱回収器１１とともに熱利用部１２から凝縮した輸送媒体を重力の作用によって戻すことができるように設けられている。
【００１５】
バイパス配管１５は供給配管１３と戻り配管１４とを接続している。バイパス配管１５は具体的には供給配管１３側から戻り配管１４側に向かって重力作用方向下方に向かう向きで取り回されている。また、供給配管１３のうち、部分Ｐの熱回収器１１側の端部で供給配管１３に接続されている。この点、部分Ｐの熱回収器１１側の端部は部分Ｐで凝縮した輸送媒体が集まる部分となっている。
【００１６】
次に蒸気ループ構造１Ａの作用効果について説明する。蒸気ループ構造１Ａは供給配管１３と戻り配管１４とを接続するバイパス配管１５を備えている。このため、蒸気ループ構造１Ａは供給配管１３内で輸送媒体が凝縮した場合でも、凝縮した輸送媒体を戻り配管１４に流通させることで、凝縮した輸送媒体が供給配管１３内に滞留したり、蒸気の流れに抗して熱回収器１１側に向かって逆流したりすることを改善できる。そしてこれにより、凝縮した輸送媒体による圧力損失で熱の輸送能力が低下することを改善できる。すなわち、蒸気の供給が円滑に行われなくなることを改善できる。またこれにより、供給配管１３の配管径を小さくすることもできる。
【００１７】
蒸気ループ構造１Ａは具体的にはバイパス配管１５を供給配管１３側から戻り配管１４側に向かって重力作用方向下方に向かう向きで取り回すことで、供給配管１３内で凝縮した輸送媒体を供給配管１３から戻り配管１４に自重で好適に流通させることができる。そしてこれにより、凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気の供給が円滑に行われなくなることを好適に改善できる。
【００１８】
蒸気ループ構造１Ａは供給配管１３のうち、供給配管１３で凝縮した輸送媒体が最も滞留し易い部分でバイパス配管１５を供給配管１３に接続することができる。そしてこれにより、供給配管１３で凝縮した輸送媒体が供給配管１３内に滞留することを防止或いは抑制することで、凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気の供給が円滑に行われなくなることを好適に改善できる。
【００１９】
この点、蒸気ループ構造１Ａは供給配管１３が部分Ｐを有するとともに、供給配管１３のうち、部分Ｐで凝縮した輸送媒体が集まる部分（具体的にはここでは部分Ｐの熱回収器１１側の端部）でバイパス配管１５を供給配管１３に接続する構成とすることで、供給配管１３で凝縮するとともに、蒸気の流れに抗して作用するようにして圧力損失を発生させる輸送媒体を戻り配管１４に好適に排出できる。そしてこれにより、凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気の供給が円滑に行われなくなることを好適に改善できる。
【実施例２】
【００２０】
図２は蒸気ループ構造１Ｂの概略構成図である。蒸気ループ構造１Ｂは逆止弁１６をさらに備える点以外、蒸気ループ構造１Ａと実質的に同一となっている。逆止弁１６はバイパス配管１５に設けられており、供給配管１３内の圧力と戻り配管１４内の圧力とに応じて開閉する。具体的には逆止弁１６は供給配管１３内の圧力が戻り配管１４内の圧力より高い場合に開弁する。そしてこれにより、供給配管１３から戻り配管１４への輸送媒体の流通を許可する。また、供給配管１３内の圧力が戻り配管１４内の圧力より低い場合（具体的にはここでは戻り配管１４内の圧力以下である場合）に閉弁する。そしてこれにより、戻り配管１４から供給配管１３への輸送媒体の流通を禁止する。
【００２１】
次に蒸気ループ構造１Ｂの作用効果について説明する。ここで、輸送媒体は例えば供給配管１３内における状態や、熱利用部１２がエンジンである場合のエンジン振動によって脈動しながら循環することがある。この点、輸送媒体が脈動しながら循環すると、供給配管１３内や戻り配管１４内に圧力変動が生じることになる。そしてこれにより、バイパス配管１５が接続する部分それぞれの間で、供給配管１３内の圧力よりも戻り配管１４内の圧力が高くなる事態が発生することで、凝縮した輸送媒体がバイパス配管１５を介して戻り配管１４から供給配管１３へ逆流する事態が発生することが懸念される。
【００２２】
これに対し、蒸気ループ構造１Ｂは逆止弁１６をさらに備えることで、蒸気ループ構造１Ａと比較して供給配管１３内や戻り配管１４内の圧力変動によって、凝縮した輸送媒体がバイパス配管１５を介して戻り配管１４から供給配管１３へ逆流することも防止できる。結果、蒸気ループ構造１Ａと比較して凝縮した輸送媒体による圧力損失で蒸気の供給が円滑に行われなくなることをさらに好適に改善できる。
【００２３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
蒸気ループ構造          １Ａ、１Ｂ
熱回収器                １１
熱利用部                １２
供給配管                １３
戻り配管                １４
バイパス配管            １５
逆止弁                  １６
【図１】
2013147959.tif 000003
【図２】
2013147959.tif 000004