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    公开号:WO1985004465A1
    申请号:PCT/JP1985/000139
    申请日:1985-03-22
    公开日:1985-10-10
    发明作者:Junzo Kawashima；Nobuyuki Araki
    申请人:Jantec Co., Ltd；
    IPC主号:F25B9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 逆ラ ン キ ン サ イ ク ルにおける増熱方法及びこ れを実施するための逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置 技術分野 - 本発明は逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の圧'縮機と凝縮器の間 の冷媒回路にポ ルテ ッ ク スチ ュ ーブを組み入れた逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の増熱方法及びこ の方法を実施する た めの逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置に関する。
    [0002] -背景技術
    [0003] 一般に、 熱ボ ン プ等の逆ラ ン キ ン サ イ ク ルにお て, 凝縮器で放出される熱量は蒸発器において取入れた熱 量と圧縮機の仕事量に よ っ て定ま る。 従っ て、 従来の 逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置において蒸発器で取入れる熱 量が一定の場合高温側のェ ン タ ル ヒ。を増加させるには 圧縮機に多大な仕事をさせるければ らず、 しか も こ の場合、 サ イ ク ル の p ' i 線図が縦長と な ]9 冷媒が過冷 却液の領域に深 く 入 ] 込むため成績係数を大き く とれ い と う 問題があ っ た。 ま た、 圧縮機の耐熱性に限 界がある場合には仕事量を大き く してェ ン タ ル ビを増 加させるには 自 力ゝ ら限度があ った。
    [0004] 他方、 高圧で供給 した気体を高速過流に して高温 - 低温にエ ネ ル ギ ー分離し対向する二つの出 口か ら排出 する装置と してポ ル テ ッ ク スチューブが知られて る が、 従来、 これ らポ ル テ ッ ク スチ ューブは分離した低 温側気体の利用を 目的と し、 高温側は大気中に放出 し て る も の で 、 本発明者等の知る限 ] 3 ではこれを逆ラ ン キ ンサイ ク ル に組合せた増熱方 ¾及び装置は見当 ら ¾ 。
    [0005] 本発明の主たる 目的は逆ラ ン キ ンサイ ク ル の圧縮機 で高圧高温に した冷媒過熱蒸気を、 ポ ル テ ッ ク スチ ュ ー ブで高温、 低温にエ ネ ル ギー分離して冷媒過熱蒸気 の大部'分をさ らに昇温させる こ と に よ ] 熱ポ ン プある は冷凍 冷房機と しての性能を向上させる こ とにあ る o ·
    [0006] 本発明の他の 目的は ル テ ッ ク スチ ューブに よ つて 低温側に分離された冷媒蒸気に、 逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の圧縮機か ら発生する熟を吸熱させる こ と に よ ] ェ ン タ ル ビをさ らに増加させ且つ圧縮機の保護を計る こ と にある。 '
    [0007] 発明の開示
    [0008] 本発明者等はポ ルテ ツ クスチ ュー、プに供給 した高圧 気体のご く わずかを低温側出 口か ら排出 し、 残！） を高 温側出 口か ら排出する こ と に よ ]3 供給 した高 E気体の ほとんどを供給口の温度よ ] も はるかに高温に して取 出せる こ と に着目 し、 これを逆ラ ン キ ンサイ クルに組 み合せる こ と によ ]3 熱ポ ン プある は冷凍機 （ 冷房装 置 ） の性能を向上でき る こ と を見出 し、 本発明を ¾ し たも のである。 し力 して、 その要旨は逆ラ ン キ ンサイ ク ル の圧縮機の吐出側冷媒回路をポ、ル テ ッ ク スチ ュ ー プの圧縮気体供給口に接続 して高圧の冷媒過熱蒸気を ポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブに導入 し、 導入 した冷媒過熱蒸 気の少な く と も 7 0 %以上 1 0 0 %未満、 好ま し く は 9 5 7ir至 9 8 をポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の高温側出 口 か ら流出させ、 残 を低温側出 口か ら流出させる こ と に よ ]3 、 前記冷媒過熱蒸気の少 く と も 7.0 以上
    [0009] 1 0 0 %未満、 好ま し く は 9 5 乃至 9 8 % を よ ]3 高温 に 且つ残 ] を よ ] 低温に分離して取出 し、 高温側に 分離した冷媒逼熱蒸気を逆ラ ン キ ンサイ ク ル'の凝縮器 で凝縮させる と と も に低温側に分離 した冷媒蒸気を逆 ラ ン キ ン サ イ ク ル の系、 特に凝縮器の低温側冷媒回路 に環流させたこ と にある。
    [0010] ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の低温側出.ロカゝ ら流出する冷 媒はさ らに外気ま たは圧縮機の熱を供給 して環流 して も よ く 、 ま た、 該泠媒の温度が必要以上に高温の場合 はその熱の一部を回収 した後にサイ ク ル の系に環流 し て も よ
    [0011] 図面の簡単 ¾説明
    [0012] 第 1 図は本発明の基本的 搆成を示すフ α —チ ャ一 ト 、 第 2 図は好ま し ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の分解図、 第 3 図は第 2 図に示すボ ル テ ッ ク ス の 軸方向縦断面図、 第 4 図は本発明に よ る逆ラ ン キ ンサイ ク ル の p' i 線図、 第 5 図乃至第 9 図は本発明の他の実施例に よ る フ nt — チ ヤ 一 ト をそれぞれ示して る。
    [0013] 発明を実施するための最良の形態
    [0014] 本発明の実施例を添付の図面に基づ て説 ¾する。 第 1 図は本発明に よ る逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の基本的 な搆成を示すフ ロ ー チ ャ ー ト であ つ 、 例えばフ ロ ン 2 2 等の冷媒を動作流体と して蒸発器 1 →圧縮機 2 → 凝縮器 4 →受液器 5 →絞 ] 弁 6 →蒸発器 1 に循環させ る逆ラ ン キ ンサ イ ク ルにお て、 圧縮機 2 と凝縮器 4 の間に、 圧縮機 2 か ら吐出される ^媒過熱蒸気をさ ら に高瘟 と 低温にエ ネ ル ギ ー分離する ポ ル テ ツ ク ス チ ュ ーブ 3 を組み入れてなる も のである。 即ち、 図の よ う に、 圧縮機 2 の吐出側冷媒回路 2'を ポ、ル テ ッ ク ス チ ュ — プ 3 の高圧気体供給口 3 a に接続し、 凝縮器 4 の高 温側.冷媒回路 4 a をポ ル テ ッ ク スチ ューブ 3 の高温出 口 3 b に接続する と と も に 、 ポ ルテ ッ ク スチ ュ ー ブ 3 の低温出 口 ·3 c を該逆ラ ン キ ン サ イ ク ルの系、 特にそ の凝縮器 4'の低温側冷媒回路 4 b に L路— 7 を介 して接 続 して あ る 。
    [0015] こ の ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 は供給口 3 a 力、 ら送ら れる冷媒過熱蒸 mの約 9 5 乃至 9 8 程度が高温側^ 媒出口 3 b から流出 し、 残 ]) が（S温側冷媒出口 3 c か ら流出する よ う に流量を調節してある。 第 2 図及び第 3 図は本発明に使用する よ 好ま しい ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブを例示する も の で、 該 ル テ ツ ク ス チ ュ ー ブ 3 は、 内部軸方向に円筒形中空部を有し 且つこ の円筒形内部に連通する圧縮気体供給口 3 a を 備えた中空ケー ス 3 1 の軸方向の一端開口部に、 ケー ス 3 ίの円筒内径よ ] も小径の高温気体流通管 3 2 を接 続する と と も に、 ケー ス 3 1 の円筒形中空部には軸芯 に通孔 3 3 を貫設 した円形の渦発生装置 3 3 が嵌装 し て る 。
    [0016] 渦発生装置 3 3 は高温気体流通管 3 2 と.対向する側 の端部中央に凹.部 3 3 b を有 し、 該凹部 3 3 b の周囲 に形成.される円形凸緣 3 3· ' c に半径方向に傾斜ま たは 彎曲 して延びる複数の溝 3 3 d が刻設されてお！） 、 こ の溝 3 3 d を気体流通管 3 2 に対向させ、 且つ溝 3 3 d の上端がケー ス 3 1 の気体供給口 3 a に ¾通する よ う に してケー ス 3 1 内に配設されている。
    [0017] そ して、 渦発生装置 3 3 の背面側か ら 0 リ ン グ 3 4 を介して中空シ ー リ ン グ キ ャ ッ プ 3 5 を螺着 し、 その 先端を渦発生装置 3 3 の背面に当接 して渦発生器 3 3 を固定 している。
    [0018] か く して、 気体流入口か らケー ス 3 1 内に高速で供 給された圧縮気体が渦発生装置 3 3 に よ ]) 急速回転 し て渦流と 化 し、 温度変化が生起されて高温気体流通管 3 2 の出 口 3 b カゝ ら高温気体が放出される と と も に、 渦発生装置 3 3 の軸芯孔 3 3 a か ら高温流通管とは反 対方向に低温気体が放出される も のであるが、 図のポ、 ル テ ッ ク ス チ ¾ ー ブ 3 は特に以下の よ う な待徵を有し ている。
    [0019] 即ち、 第 3 図に示すよ う に、 ケー ス 3 1 内に設置し た渦発生装置 3 3 の先端と 高温気体流通管 3 2 を違設 した中空ケー ス 3 1 の内側端との間'に間隙 3 6 を設け る と と も に、 この間隙 3 6 に対向するケー ス内周面 3 7 を高温流通管 3 2 の連通口に向けてテーハ。一状に 形成してある。
    [0020] そして、 ケー ス内周面 3 7 のテ一ハ。面は好ま レく は 'その双角が 9 0 ° と ¾ る よ う ¾均一 角度に形成する。
    [0021] 尚、 高温気体流通管 3 2 の先端には周壁に複数の放 出孔 3 8 を形成し、 端部にキ ャ ッ プ 3 9 を螺着した放 熱部材 4 0 を結合して も よ く 、 ま た キ ャ ッ プ 3 9 の 中心孔か ら放熱部材 4 0 の内部へ高. β温気体の流出調 整ねじ 4 1 を進退移動 g在に取 付ける こ と も でき る c 尚、 図中 4 2 は螺旋体 4 2 a の両端 4 2 b , 4 2 e を螺旋体 4 2 a の直径方向に折 U 曲げて る ブ レーキ 部材である。
    [0022] 第 2 図、 第 3 図のポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブは上記特徴 に よ ]P 従来の も のに比較して、 はるかに性能の優れた も のであるが、 本発明に使用される ボ ル テ ッ ク スチ ュ ーブは図の も のに限定される趣旨では く 公知の も の を使用する こ とは も ちろん可能で る。
    [0023] ずれの場合も 、 圧縮機 1 と ボ ル テ ッ ク スチ ュ ーブ 3 は圧縮機 1 の機能が損なわれず且つボ ル テ ッ ク ス チ —ブ 3 に高低温分離に必要 流速の渦流が発生する よ う に構成する。
    [0024] ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 は高温側出 口 3 b の流量割 合が比較的大き いと こ ろ で高温側冷'媒の温度上昇が大 き く 、 それに伴っ て低温側の温度降下も 大き く U 、 高温側の流量比を大き く するにつれて低温側と の温度 差が大に る。 従っ て、 本発明の逆ラ ン キ ン サ イ ク ル を熱ボ ン プゃ冷凍機に使用 して'その成績係数を向上さ せるには ル テ ッ ク スチ ュ ー ブ 3' の高温側冷媒と 低温 側冷媒の温度差ができ るだけ大き 'く ¾ る よ う に高温側 出口 3 b と 低温側出 口 3 c の流量比を設定する のが有 利である。 本発明では実験の結果、 逆ラ ン キ ンサイ ク ル に組み入れたポ ル テ ッ ク ス チ ユ ー ブ 3 の高温側流量 割合を 9 5 乃至 9 8 %程度 と し、 従って低温側流量割 合を 5 乃至 2 % 程度とするのが成績係数の向上に有利 である こ とが判明 した。
    [0025] 第 4 図は第 1 図の逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置を熱 ボ ン プサ イ ク ル と して使用 した場合の p * i 線図であ っ て、 特にボ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブの低温側に分離された冷媒 温度が外部温度よ ] J ί氐ぃ場合に関する も のである。 尚、 同図は摩擦損失を考慮 しな 理想サ イ ク ル と して示し て-ある。
    [0026] 以下、 第 1 図及び第 4 図に基づ て本発明に よ る逆 ラ ン キ ンサ イ ク ルの作用を説明する 。
    [0027] 絞 弁 6 に よ ]) 等ヱン ト α ビ膨張を した冷媒 （ 第 4 図 6 → 1 ) は蒸発器 1 において外か ら熱を取入れて等 温蒸発し、 ェ ン タ ル ビが増加 して圧縮機に吸込まれる ( 第 4図 1 → 2 ) 。
    [0028] 冷媒は圧縮機 2 で断熱圧縮され、 高圧高温の過熱蒸 気と な っ てボ ル テ ッ ク スチ ューブ 3 の供給口 3 a に導 入される （ 第 4 図 2→·3 ) 。
    [0029] ポ、ル テ ッ ク ス チ ュ プ .3 に 高圧で送 られた^媒はポ ル テ ツ ク ス チ ュ ー ブ 3 の特性に よ D 予め設定 した'流量 比に じて （ 例えば高温側 9 7 % 、 低温側 3 % ：) に分 離され、 高温出口 3 b 側へ分離された高温側冷媒はェ ン タ ル ビ およびよ どみ点圧力が上昇する （ 第 4 図 3 → ) o
    [0030] ポ ルテ ッ クスチ ューブ 3 で昇温された高温側冷媒は 凝縮器 4 にお て等圧凝縮し保有 して た熱を放出す る （ 第 4 図 4→ 5 ) 。
    [0031] 他方、 ポ ルテ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 の低温出口 3 。 側へ 分離された低温側冷媒はェ ンタ ル ビ及び圧力が減少す る （ 第 4 図 3 → 7 ) 。
    [0032] 凝縮後の高温側冷媒は低温側冷媒との混合に よ EE 力が減少 し、 ェ ン タ ル ヒ。 ·が増加する （ 第 4 図 5 → 6 )。 同時に、 低温側冷媒は高温側冷媒と の混合に よ ] ェン タ ル ビが減少 し圧力が回復する 。 特に、 第 1 図の構成 においてポ ルテ ッ ク スチ ュ ーブ 3 の低温側冷媒温度即 ち 回路 7 内の冷媒温度が外気温 よ 1 も 低い場合には 低温側冷媒は回路 7 において外か ら吸熱するためェン タ ル ヒ。が増加 し （ 第 4 図 7 → 8 ) 、 これが高温側冷媒 と 混合される （ 第 4 図 8 → 6 ：) ので 絞 ]) 弁 6 の入口 における冷媒全体は高温側冷媒の凝縮終了時点よ ！) も —層高いェ ン タ ル ヒ。を有 して絞！） 膨脹がなされる （ 第
    [0033] 4 図 6 → 1 ) o
    [0034] 従っ て， 混合された冷媒全体は高温側冷媒の凝縮終
    [0035] D 時点よ ] も ェ ン タ ル ヒ。が増加 した と ころで絞 ] 膨脹 がる される。
    [0036] 第 5 図 至第 9 図は本発明に よ る他の実施例を示 し ている。 す わち、 第 5 図の実施例はポ、ルテ ッ クスチ ブ 3 の低温側冷媒回路 7 に該低温側冷媒に熱を供 給するための熱交換器 9 を設けた も ので、 これに よ ]P 混合後の冷媒の ェ ン タ ル ヒ。をさ らに増加させる こ とが でき るので熱ポン プサイ ク ル と して利用する場合に有 利である。
    [0037] 第 6 図実施例は第 5 図実施例の熱交換器 9 を圧縮機 2 の外周に設.け、 E縮 2 の表面温度を熱交換器 9 の 熱源と して利用 した も ので、 熱交換器 9 に特別 熱源 回路を循環させる必要がな だけでな く 圧縮機 2 を 冷 却でき るので一石二鳥の効果がある。
    [0038] ま た、 回路 7 内の冷媒温度が高い場合には上記熱供 給用の熱交換器 9 に代えて、 第 7 図のよ う に回路 7 に 吸熱用の熱交換器 9 'を設ける こ と も でき る。 この実施 例では熱ボ ン プサ イ ク ル と して用いる場合に回路 7 内 の冷媒の熱を直接暖房用に利用でき る と と も に、 冷凍 サイ クル と して運転する場合には凝縮後の冷媒温度を 低下させて冷凍効果を上げるのに役立つ。
    [0039] 第 1 図、 第 5 図乃至第 7 図は説明を容易にするため に、 逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の系に一個のポ ル テ ッ ク スチ ブを組み合せた実施例を示したが、 本発明は； ― 基の系に複数のボ ルテ ッ クスチ ュ ニブを並列ま たは直 列に使用する場合を含む。
    [0040] 第 8 図は複数ポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブ 3 を並列に組合 せた実施例である。 こ の実施例では、 圧縮機 2 か ら凝 縮機 4 に直接接続された回路 1 0 を切換弁 1 1 を介し て配設 してあ D 、 これによ ] 、 ポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブ 3 等に事故が生 じた場合に直ちに従来の装置に切換え て運転でき る。
    [0041] 第 9 図は第 1 位のボ ル テ ッ ク スチ ューブ 3 の高温冷 媒出口 と第 2位のポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 'の供給口 3 a 'をハ°ィ プで連通させて直列式複合 ルテ ツ ク ス チ ユー.ブに搆成し、 最下位のボ ル テ ッ ク スチ ュ ー の高 温冷媒出口に凝縮器 4 の高温側冷媒回路 4 a を接続す る と と も にすべてのボ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブの低温冷媒 出 口 を凝縮器 4 の低温側冷媒回路 4 b に接続した実施 例を示している。 第 9 図の実施例は冷媒温度を一層高 温にひき上げる効果がある。
    [0042] 以下に、 本発明の装置を熱ボ ン プと して暖房運転で 使用 したと き の試験例を述べる。
    [0043] 試験例
    [0044] (1) ヒ ー ト ポ ン プ
    [0045] 冷媒の種類 フ ロ ン 2 2
    [0046] 冷媒の状況
    [0047] EE縮 ¾ ヒ。 ス ト ン排除^量 = 4 6 3,時
    [0048] 冷媒循環量 G - S O l l^Z時
    [0049] ( 体積効率 = 0'. 8 5 とする ）
    [0050] 圧縮機定格出力 = 7. 5 kW/時
    [0051] ポ ル テ ツ ク ス チ ュ ー ブ
    [0052] 高温冷媒出 口 3 b の流量比を約 9 7 % 、 低温冷媒 出 口 3 c の.流量比を約 3 に調整したボ ルテ ッ ク ス チ ュ ー ブ 1 2 本を並列に配設 した。 尚、 低温冷 媒側のハ° ィ プ 7 は第 1 図実施例の よ う に凝縮器 4 の低温側冷媒回路 4 b に直接接続 した。
    [0053] 熱源部
    [0054] 1 6 Όの水を 1 5 分の流速で蒸発機に供給 し、 熱交.換させた。
    [0055] 熱放出部 1 6 1Cの水を 3 0 分の流速で凝縮器に循環し- 熱交換させた。
    [0056] (2) 外記温度 1 5 1C
    [0057] (3) 装置作動中の ヒ ー ト ポ ン プ系内における各状態の 冷媒の圧力及び温度は下記の通！） であ った。 圧力（G)
    [0058] 温度
    [0059] 発 . 0.9 — Ά 吸 込 側 0.9 5
    [0060] 圧 縮 機
    [0061] 吐 出 側 1 3.2 9 7 供 給 口 1 3.2 9 5
    [0062] ポ レテック
    [0063] 高温気体出口 1 3.-2 1 3 1 .
    [0064] スチューブ
    [0065] 低温気体出口 8.5 1 5 入 側 1 2.7 1 3 1
    [0066] 凝 ^ g ¾=
    [0067] 出 側 1 2.7 3 6 入 側 1 2.7 5
    [0068] 膨 張 弁
    [0069] ' m 側 0.9 一 2 8
    [0070] ま た、 この時蒸発器 1 に熱源と して供給された 1 6 の水 （ 1 5 ·^ Ζ分 ） は 6 Όの冷却水に ってお ] 、 又, 凝縮器に供給 した 1 6 Όの水 （ 3 0 分 ） は 7 4 °C の温水と な って排出された。 従って , 凝縮器か ら放出される熱量は ί 74— 16 )1CX 3 0 X 6 0分 = 104,400 koz^Z時 熱源か ら吸上げられた熱量は
    [0071] ( 16-6 ) 1CX 1 5 X 6 0分 = 9， 0 0 0 時 その仕事量の熱量は 7. 5 kW X 8 6 0 k∞Z時 = 6450 k∞ 時とな ] 、 使用した圧縮機の出力が 7. 5 kWである力 ら ヒ ー ト ポ ン プの系外気力 らの吸熱量を 5, 000 koz z時とする と 、 本試験例の冷凍サ イ ク ル で 実証的に計測される成績係数は
    [0072] 104400 一 ( 9000 + 5000 ) 90400
    [0073] = 一 = 40
    [0074] 7.5 ( kW) X 8 6 0 ( 時） 6450 と る。
    [0075] 産業上の利用可能性 · . 本発明の逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置は圧縮機で高圧高 温に した冷媒過熱蒸気をポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブに よ つ てその大部分を よ 高温に引 き上げて凝縮させるので 凝縮器における熱交換効率が上昇 し、 高温の熱を取出 すこ と ができ る。
    [0076] すな わ ち、 本発明に よ る逆ラ ン キ ン サ イ ク ル装置を 熱ポ ン プサ イ ク ル で使用 した場合の成績係数 sh を第 4 図の実施例で求める と 、
    [0077] • m( i 3 - i 6 ) m "i 4— " ソ + —
    [0078] s h — ― ― ■■ j '
    [0079] i 3 ~ i 2 i 3 — i 2
    [0080] …（式 1 ) ( m はポ、ルテ ッ ク ス チ ュ ー ブの高温側に流れる流量割 合 < 1 )
    [0081] と な ]) ηι Φ Ι の場合従来の熱ポ ン プサ イ ク ルの成績係 数に比較 ύておよそ 、」 -4て だけ増加
    [0082] 1 3一 1 2
    [0083] する。 従っ て、 すでに述べたよ う に本発明の逆ラ ンキ ンサイ ク ルでは高温側冷媒の流畺割合を好ま し く は
    [0084] 9 5 乃至 9 8 程度に して運転する で成績係数の向 上、 は甚大である。
    [0085] 従来のよ-う に圧縮機のみで冷媒の ェ ン ト α ヒ。を第 4 図と 同等ま で上げるには圧縮機に多大 仕事をさせ ¾ ければな らず、 圧縮機の耐熱性およ び消費電力の点で 問題があ ] 、 しかも Ρ - i 線が縦長と っ て絞！） 膨脹に 無理が生じ、 予期 した成績係数が得 られ ¾ のに対 し, 本発明では圧縮機か ら吐出された冷媒の ェ ン タ ル ヒ。を ボ ルテ ッ ク ス チ ュ ー ブに よ つ て引き上げる の で こ の よ う 問題は生じな 。 さ らに、 本発明ではポ ルテ ッ ク スチ ュー ブの低温側冷媒が回路 7 にお て外気ま たは 熱交換器の熱源カゝらエ ネル ギーを取得する こ と も でき るので成績係数の向上に一層寄与でき る こ と になる。 尚、 熱ポ ン プサ イ ク ル と しての成績係数 e h と冷凍機 のサ イ ク ル と しての成績係数 e c の関係は e c = e h— l であるか ら、 熱ポ ン プサ イ ク ルの成績係数の向上は即 ち、 冷凍機のサイ クルにおける成績係数の向上を意味 し 本発明は熱ポ ン プ、 冷凍機の ずれに使用 した場 合に も 性能を向上でき る も のである。
    [0086] 第 5 図及び第 6 図に示す実施例ではボ ル テ ッ ク ス チ ュ 一プの低温側冷媒が熱交換器を介 して吸熱 して高温 側冷媒と.混合されるの で前記式 1 における （ i 6 - i 5 ) の ェ ン タ ル ヒ。が高 く ！） 、 従っ て、 熱ポン プと して使 用 した場合の成績係数を一層向上させる こ とができ る c 特に第 6 図の実施例では圧縮器の外周を回路 7 の熱交 換部と し、 高温 と な った圧縮器の外周の熱を吸熱する ので系外か らの特別 ¾熱源を必要と し ¾い利点があ！）， さ らに圧縮機を冷却 して過熱を防止する効果がある 。
    [0087] ま た、 第 7 図の実施例ではポ ル テ ッ ク スチ ュ ーブの 低温側冷媒を熱交換器で冷却 して高温側冷媒と 混合す る.の で蒸発器に入る冷媒温度が低下 し、 従っ て、 冷凍 機あるいは冷房機と して使用 した場合の性能が一層向 上する。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲.
    1. 逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の圧縮器か ら吐出される高 圧の冷媒過熱蒸気をポ ルテ ッ ク ス チ ユ ーブの供絵口に 導入し、
    導入した冷媒過熱蒸気の 7 0 以上 1 0 0 未満を ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の高温側出口力 ら流 Kさせ、 残 ) を β温側出口カゝ ら流出させる よ う'に して該冷媒過熱 蒸気を高低温にエ ネ ル ギ ー分離させ、
    ボ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の高温側出 口に分離された高 温化冷媒過熱蒸気を逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の凝縮器で凝 縮させ、 .
    - ポノレ テ ツ ク スチュ ー ブ の低温側'出 口に分離させた低 温化冷媒蒸気を逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の系に環流する 、 こ と を特徴とする 、 逆ラ ン キ ン サ イ ク ル における増熱 方法 .
    2. ポ、 ル テ ッ ク ス チ ュ ーブに導入した高圧冷媒過熱 蒸気の 9 5 乃至 9 8 を高温側出 口か ら流出させ、 残 を低温側出口か ら流出させる よ う に して冷媒過熱蒸 気を高低温にエ ネ ル ギ ー分離する こ と を特徴とする特 許請求の範囲第 1 項記載の増熱方法
    3. ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブの低温側出口力 らの冷媒 に熱を供給 して逆ラ ン キ ンサイ ク.ル の系に瑗流する こ と を特徵とする特許請求の範囲第 1 項または第 2 項記 載の増熱方法
    4. ポ ル .テ ッ ク スチ ュ ー ブ の低温側出 口に分離され た 令媒に圧縮機の熱を供給する こ と を特徵とする特許 請求の範囲第 3 項記載の増熟方法
    5. ポ、 ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の低温側出 口に分離され た冷媒の熱の一部を吸熟する こ と を特徵とする特許請 求の範囲第 1 項ま たは第 2 項記載の熱増方法
    6. 冷媒を作動流体と して循環させる逆ラ ン キ ンサ ィ ク ル装置と 、
    高圧で導入 した気体の 7 0 以上 1 0 0 未満を高 温側出 口 3 b 力 ら流出させ、 残 ] 3 を低温'側出 口 3 c か ら流出させる よ う に して前記導入気体を高低.温にエネ ル ギ 一分離する一個ま たは複数個のポ ルテ ッ ク ス チ ュ — ブ 3 と 、 を有 し、
    前記逆ラ ン キ ンサイ ク ル における圧縮機 2 の吐出側 冷媒回路 2 'を前記ポ ル テ ッ ク ス チ ュ 一 ブ 3 の圧縮気体 供給口 3 a に接続 し、 逆ラ ン キ ン サ イ ク ル の凝縮器 4 の高温側冷媒回路 4 a を前記 ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 の高温側出口 3 b に接続する と と も に、 前記ポ ルテ ツ ク スチ ュ ーブ 3 の低-温側出 口 3 c と 前記凝縮器 4 の低 温側冷媒回路 4 b と を回路 7 を介 して接続 したこ と を 特徵とする逆ラ ン キ ン サ イ ク ル装置
    7. ポ ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ の高温側出 口 3 b の流量 比を 9 5 乃至 9 8 と した特許請求の範囲第 6 項記 載の逆ラ ン キ ンサイ ク ル装置
    8. ポ、 ル テ ッ ク ス チ ュ ー ブ 3 の低温側出口 3 c と凝 縮器 4 の低温側冷媒回路 4 b を接続する回路 7 が該回 路内の冷媒に熱を供給し、 ま たは該冷媒の熱を吸熟す るための熱交換器 9 を有して る こ どを特徵とする特 許請求の範囲第 6 項ま たは第 7項記载の逆ラ ン キ ンサ ィ ク ル装置
    9. 回路 7 の熱交換器 9 を E縮機 · 2 の外周辺に配設 し、 これに よ ] 圧縮機 2 の熱を回路 7 内の冷媒に吸収 させる よ う に した特許請求の範囲第 8 項記載の逆ラ ン キ ン サ イ ク ル装置
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    同族专利:
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    US4646524A|1987-03-03|
    EP0180645A4|1986-07-30|
    AU4155585A|1985-11-01|
    KR860700058A|1986-01-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS5352675Y2|1974-04-19|1978-12-16|||
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    DE2446498A1|1974-09-28|1976-04-08|Werner Kreysch|Verfahren zum waermepumpen mit grossem leistungsfaktor epsilon bei hohen nutztemperaturen|
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    FI119705B|2005-10-10|2009-02-13|Mg Innovations Corp|Faasinmuutosta hyödyntävä lämmönvaihdin|
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    1985-10-10| AK| Designated states|Designated state(s): AU KR US |
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