JPH04136473U - heat pump equipment - Google Patents
heat pump equipmentInfo
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- JPH04136473U JPH04136473U JP3998891U JP3998891U JPH04136473U JP H04136473 U JPH04136473 U JP H04136473U JP 3998891 U JP3998891 U JP 3998891U JP 3998891 U JP3998891 U JP 3998891U JP H04136473 U JPH04136473 U JP H04136473U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒートポンプ装置（１）におけるガス流路で
の作動ガスの流動損失を低減して、効率を向上させると
ともに、設置面積を小さくする。
【構成】 ヒートポンプ装置（１）の高温及び低温シリ
ンダ（２），（３）側にそれぞれ配置される従来の中温
部高温側及び中温部低温側の熱交換器を一体化して中温
部熱交換器（４６）を構成し、この熱交換器（４６）を
高温シリンダ（２）側に配置する。
(57) [Summary] [Purpose] To reduce the flow loss of working gas in the gas flow path in a heat pump device (1), improve efficiency, and reduce the installation area. [Structure] A medium-temperature heat exchanger is created by integrating the conventional medium-temperature high-temperature side and medium-temperature low-temperature side heat exchangers placed on the high-temperature and low-temperature cylinders (2) and (3) sides of the heat pump device (1), respectively. (46), and this heat exchanger (46) is arranged on the high temperature cylinder (2) side.
Description
【０００１】0001
この考案は、ヒートポンプ装置に関し、特に熱駆動式のものに関する。 This invention relates to a heat pump device, and particularly to a thermally driven type.
【０００２】0002
従来より、この種のヒートポンプ装置は例えば特開平１−１３７１６４号公報 等に開示されているように知られている。この装置は、図３に示すように、端部 が互いに交差するようにケース（１０４）にて一体に接合された高温シリンダ（ １０２）及び低温シリンダ（１０３）を有し、高温シリンダ（１０２）内には高 温ディスプレーサ（１０７）が、また低温シリンダ（１０３）内には低温ディス プレーサ（１０８）がそれぞれ往復動可能に嵌装されている。ケース（１０４） には図外の起動用モータに駆動連結されたクランク軸（１２８）が支持され、こ のクランク軸（１２８）の高温クランク部（１２８ａ）と高温ディスプレーサ（ １０７）とはロッド（１１８）及びリンク（１２１）により、またクランク軸（ １２８）の低温クランク部（図示せず）と低温ディスプレーサ（１０８）とはロ ッド（１２３）及びリンク（１２６）によりそれぞれ連結されており、この連結 により、両ディスプレーサ（１０７），（１０８）は所定の位相差（例えば９０ °）をもって往復動するようになっている。 Conventionally, this type of heat pump device has been disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-137164. It is known as disclosed in et al. This device has an end section as shown in Figure 3. A high temperature cylinder ( 102) and a low temperature cylinder (103), and a high temperature cylinder (102) has a high temperature cylinder (102). There is a hot displacer (107) and a cold displacer inside the cold cylinder (103). Placers (108) are respectively fitted in a reciprocating manner. Case (104) supports a crankshaft (128) which is drivingly connected to a starting motor (not shown). The high temperature crank part (128a) of the crankshaft (128) and the high temperature displacer ( 107) by the rod (118) and link (121), and by the crankshaft ( The low temperature crank part (not shown) of 128) and the low temperature displacer (108) are They are connected by a head (123) and a link (126), and this connection Therefore, both displacers (107) and (108) have a predetermined phase difference (for example, 90 °) to reciprocate.
【０００３】 高温シリンダ（１０２）内は高温ディスプレーサ（１０７）により上側の高温 空間（１１１）と下側の高温側中温空間（１１２）とに区画され、低温シリンダ （１０３）内は低温ディスプレーサ（１０８）により外側（クランク軸（１２８ ）と反対側）の低温空間（１１３）と内側の低温側中温空間（１１４）とに区画 されている。高温シリンダ（１０２）の中温空間（１１２）と低温シリンダ（１ ０３）の中温空間（１１４）とは中温部接続管（１４１）により接続され、これ ら高温、低温及び中温空間（１１１），（１１３），（１１２），（１１４）に はヘリウム等の作動ガスが充填されている。0003 Inside the high temperature cylinder (102), the high temperature on the upper side is removed by the high temperature displacer (107). It is divided into a space (111) and a lower high temperature side medium temperature space (112), and a low temperature cylinder (103) is outside (crankshaft (128) ) and the opposite side) low-temperature space (113) and inner low-temperature side medium-temperature space (114). has been done. The medium temperature space (112) of the high temperature cylinder (102) and the low temperature cylinder (1 03) is connected to the medium temperature space (114) by a medium temperature section connection pipe (141), which to high temperature, low temperature and medium temperature spaces (111), (113), (112), (114) is filled with a working gas such as helium.
【０００４】 上記中温空間（１１２）は高温空間（１１１）に高温連通路（１４２）により 、また中温空間（１１４）は低温空間（１１３）に低温連通路（１４３）により それぞれ連通されている。上記高温連通路（１４２）には高温部熱交換器（１４ ５）（ヒータ）、高温再生器（１４４）及び中温部高温側熱交換器（１４６）が 配設され、一方、低温連通路（１４３）には低温部熱交換器（１４８）（クーラ ）、低温再生器（１４７）及び中温部低温側熱交換器（１４９）が配設されてい る。0004 The medium temperature space (112) is connected to the high temperature space (111) by a high temperature communication path (142). Also, the medium temperature space (114) is connected to the low temperature space (113) by a low temperature communication path (143). Each is connected. The high temperature communication path (142) is provided with a high temperature section heat exchanger (14 5) (heater), high temperature regenerator (144) and medium temperature high temperature side heat exchanger (146) On the other hand, a low temperature section heat exchanger (148) (cooler) is installed in the low temperature communication path (143). ), a low-temperature regenerator (147) and a medium-temperature low-temperature side heat exchanger (149) are installed. Ru.
【０００５】 さらに、上記高温空間（１１１）内ないし高温部熱交換器（１４５）内の作動 ガスを加熱するバーナ（１５０）が設けられている。[0005] Furthermore, the operation within the high temperature space (111) or the high temperature section heat exchanger (145) A burner (150) is provided to heat the gas.
【０００６】 そして、このヒートポンプサイクルでは、ガスの温度（Ｔ）とエントロピー（ Ｓ）との関係を示すＴ−Ｓ線図は図４に示すようになる。すなわち、高温側サイ クルでは、ガスは行程１→２で高温部熱交換器（１４５）から吸熱して等温膨張 し、次の行程２→３では熱を高温再生器（１４４）に与えて等積冷却される。さ らに、行程３→４で、中温部高温側熱交換器（１４６）を介して放熱して等温圧 縮し、行程４→１では、上記高温再生器（１４４）に与えた熱により等積加熱さ れる。一方、低温側サイクルでは、ガスは行程１′→２′で熱を低温再生器（１ ４７）に与えて等積冷却され、行程２′→３′では低温部熱交換器（１４８）か ら吸熱して等温膨張し、次の行程３′→４′では、上記低温再生器（１４７）に 与えた熱により等積加熱され、行程４′→１′で、中温部低温側熱交換器（１４ ９）を介して放熱して等温圧縮する。[0006] In this heat pump cycle, the gas temperature (T) and entropy ( A T-S diagram showing the relationship with S) is shown in FIG. In other words, the high temperature side In the fuel cell, the gas absorbs heat from the high temperature heat exchanger (145) in process 1→2 and expands isothermally. However, in the next step 2→3, heat is given to the high temperature regenerator (144) for isovolume cooling. difference Furthermore, in steps 3 → 4, heat is radiated through the medium-temperature part high-temperature side heat exchanger (146) to create an isothermal pressure. In step 4→1, isovolumic heating is performed by the heat given to the high temperature regenerator (144). It will be done. On the other hand, in the low-temperature side cycle, the gas transfers heat to the low-temperature regenerator (1 47) for isovolume cooling, and in the process 2'→3', the low temperature section heat exchanger (148) It absorbs heat and expands isothermally, and in the next step 3'→4', it is transferred to the low temperature regenerator (147). The applied heat causes equal volume heating, and in the process 4'→1', the heat exchanger (14 9) to radiate heat and perform isothermal compression.
【０００７】[0007]
しかし、この従来のヒートポンプ装置では、高温空間（１１１）と低温空間（ １１３）との間の作動ガスの流路に、高温及び低温の２つの再生器（１４４）， （１４７）と、高温部熱交換器（１４５）、中温部高温側熱交換器（１４６）、 中温部低温側熱交換器（１４９）及び低温部熱交換器（１４８）の４つの熱交換 器とが設けられているので、これら再生器（１４４），（１４７）ないし熱交換 器（１４５），（１４６），（１４９）での作動ガスの流動損失が重なることで 、効率の低下を招いている。 However, in this conventional heat pump device, there is a high temperature space (111) and a low temperature space (111). 113), two high temperature and low temperature regenerators (144), (147), a high temperature section heat exchanger (145), a medium temperature section high temperature side heat exchanger (146), Four heat exchangers: medium-temperature part low-temperature side heat exchanger (149) and low-temperature part heat exchanger (148) These regenerators (144), (147) or heat exchangers are provided. Due to the overlap of working gas flow losses in the vessels (145), (146), and (149), , leading to a decrease in efficiency.
【０００８】 また、高温及び低温シリンダ（１０２），（１０３）が例えば９０°の開度を もって接合されており、しかも両シリンダ（１０２），（１０３）の接合部には 起動用モータが取り付けられているので、このモータ及び低温シリンダ（１０３ ）の大きさ分だけ設置面積が大きくなり、収容スペースに制約がある。[0008] Also, the high temperature and low temperature cylinders (102) and (103) have an opening degree of, for example, 90°. Moreover, at the joint of both cylinders (102) and (103), Since a starting motor is attached, this motor and low temperature cylinder (103 ), the installation area becomes larger, and the storage space is limited.
【０００９】 本考案は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記したヒートポン プ装置において、作動ガス流路における熱交換器の構成を改良することで、その 流動損失を低減して、ヒートポンプ装置の効率を向上させるとともに、その設置 寸法を小さくすることにある。[0009] The present invention was made in view of the above points, and its purpose is to improve the heat pump described above. By improving the configuration of the heat exchanger in the working gas flow path, Improve the efficiency of heat pump equipment by reducing flow losses and improve its installation The purpose is to reduce the size.
【００１０】0010
この目的を達成するために、請求項１の考案では、従来の中温部高温側及び中 温部低温側の熱交換器はいずれも同じ役割を果たしていることに着目し、両熱交 換器を一体にして高温側に配置するようにした。 In order to achieve this object, in the invention of claim 1, the conventional medium temperature part high temperature side and the medium temperature part Focusing on the fact that the heat exchangers on the hot side and the low temperature side all play the same role, we The exchanger was integrated and placed on the high temperature side.
【００１１】 すなわち、この考案では、図１に示すように、端部で互いに交差するように接 合された高温及び低温シリンダ（２），（３）と、該シリンダ（２），（３）内 にそれぞれ往復動可能に嵌装された高温及び低温ディスプレーサ（７），（８） とを備え、この両ディスプレーサ（７），（８）は所定の位相差でもって往復動 するように連結手段（１５）により連結されている。上記高温シリンダ（２）内 には高温ディスプレーサ（７）により高温空間（１１）と高温側中温空間（１２ ）とが区画形成されている一方、低温シリンダ（３）内には低温側中温空間（１ ４）と低温空間（１３）とが区画形成され、上記高温、低温及び両中温空間（１ １），（１３），（１２），（１４）には作動ガスが充填されている。[0011] That is, in this invention, as shown in Fig. 1, the ends are connected so as to cross each other. Combined high temperature and low temperature cylinders (2), (3) and inside the cylinders (2), (3) High-temperature and low-temperature displacers (7) and (8) each reciprocatably fitted in the Both displacers (7) and (8) reciprocate with a predetermined phase difference. They are connected by a connecting means (15) so as to. Inside the high temperature cylinder (2) above The high-temperature displacer (7) separates the high-temperature space (11) from the high-temperature side medium-temperature space (12). ), while inside the low temperature cylinder (3) there is a medium temperature space (1) on the low temperature side. 4) and a low-temperature space (13) are formed, and the high-temperature, low-temperature, and both medium-temperature spaces (13) are formed. 1), (13), (12), and (14) are filled with working gas.
【００１２】 上記高温側中温空間（１２）は高温空間（１１）に対し高温連通路（４２）に より連通され、低温側中温空間（１４）は低温空間（１３）に対し低温連通路（ ４３）により連通され、両中温空間（１２），（１４）同士は接続管（４１）に より連通され、上記高温連通路（４２）には高温再生器（４４）と、該再生器（ ４４）の高温空間（１１）側に位置する高温部熱交換器（４５）と、上記再生器 （４４）の中温空間（１２）側に位置する中温部熱交換器（４６）とが配設され 、低温連通路（４３）には低温再生器（４７）と、該再生器（４７）の低温空間 （１３）側に位置する低温部熱交換器（４８）とが配設され、上記高温空間（１ １）内ないし高温部熱交換器（４５）内の作動ガスを加熱する加熱手段（５０） を備えている。0012 The medium temperature space (12) on the high temperature side is connected to the high temperature communication path (42) with respect to the high temperature space (11). The medium-temperature space (14) on the low-temperature side is connected to the low-temperature space (13) through the low-temperature communication path ( 43), and both medium temperature spaces (12) and (14) are connected to the connecting pipe (41). The high temperature communication path (42) includes a high temperature regenerator (44) and the regenerator (42). 44), a high temperature section heat exchanger (45) located on the high temperature space (11) side, and the regenerator. (44) and a medium temperature section heat exchanger (46) located on the medium temperature space (12) side. , the low temperature communication path (43) includes a low temperature regenerator (47) and a low temperature space of the regenerator (47). A low-temperature section heat exchanger (48) located on the (13) side is disposed, and the high-temperature space (1 1) Heating means (50) for heating the working gas inside or in the high temperature section heat exchanger (45) It is equipped with
【００１３】[0013]
上記の構成により、従来における中温部高温側熱交換器及び中温部低温側熱交 換器が１つにまとめられて中温部熱交換器（４６）が構成されているので、その 熱交換器の数が減った分だけ、ガス流路における作動ガスの流動損失も低減され 、よってヒートポンプ装置の効率を向上させることができる。しかも、上記熱交 換器（４６）は高温連通路（４２）に配置されているので、低温連通路（４３） には熱交換器が不要となり、その分、低温シリンダ（３）の全長を短縮して、ヒ ートポンプ装置の設置面積を減少できるとともに、低温ディスプレーサ（８）の 長さを短くして機械損失を低減でき、ヒートポンプ装置の効率をより一層向上で きる。 With the above configuration, the conventional medium-temperature part high-temperature side heat exchanger and middle-temperature part low-temperature side heat exchanger Since the exchangers are combined into one medium temperature section heat exchanger (46), As the number of heat exchangers is reduced, the flow loss of the working gas in the gas flow path is also reduced. Therefore, the efficiency of the heat pump device can be improved. Moreover, the above heat exchanger Since the exchanger (46) is placed in the high temperature communication path (42), the low temperature communication path (43) Since a heat exchanger is no longer required, the overall length of the low-temperature cylinder (3) can be shortened to reduce the heat exchanger. In addition to reducing the installation area of the heat pump equipment, the low temperature displacer (8) By shortening the length, mechanical loss can be reduced, further improving the efficiency of heat pump equipment. Wear.
【００１４】[0014]
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図２は本考案の実施例に係 る空気調和機を示す。同図において、（Ａ）は室外ユニット、（Ｂ）は室内ユニ ットである。上記室外ユニット（Ａ）にはヒートポンプ装置（１）と、ファン（ ６１）によって熱交換される室外熱交換器（６２）と、２つの冷却水ポンプ（６ ３），（６４）と、第１及び第２の２つの四方弁（６５），（６６）とが収容さ れている一方、室内ユニット（Ｂ）には、ファン（６７）によって熱交換される 室内熱交換器（６８）が収容されている。これら両ユニット（Ａ），（Ｂ）の機 器は配管（６９）によって接続されて閉じサイクルを形成しており、冷房時には 、実線の如く両四方弁（６５），（６６）を切り換えて冷却水を流し、暖房時に は、破線の如く両四方弁（６５），（６６）を切り換えて冷却水を流すようにし ている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. Figure 2 relates to an embodiment of the present invention. This figure shows an air conditioner. In the figure, (A) is an outdoor unit, and (B) is an indoor unit. It is a cut. The outdoor unit (A) includes a heat pump device (1) and a fan ( An outdoor heat exchanger (62) that exchanges heat by a cooling water pump (61) and two cooling water pumps (61). 3), (64) and the first and second two four-way valves (65), (66) are accommodated. On the other hand, in the indoor unit (B), heat is exchanged by the fan (67). An indoor heat exchanger (68) is housed therein. The machines of these two units (A) and (B) The units are connected by piping (69) to form a closed cycle, and during cooling, , as shown by the solid line, switch both four-way valves (65) and (66) to flow cooling water, and during heating To do this, switch both four-way valves (65) and (66) as shown by the broken lines to allow cooling water to flow. ing.
【００１５】 図１にも拡大して詳示するように、上記ヒートポンプ装置（１）は、鉛直方向 の中心線を有する略密閉状の高温シリンダ（２）と、水平方向の中心線を有する 略密閉状の低温シリンダ（３）とを備えている。高温シリンダ（２）の下部と低 温シリンダ（３）の高温シリンダ（２）側端部とはケース（４）により一体に連 設され、各シリンダ（２），（３）とケース（４）とはそれぞれ隔壁（５），（ ６）により仕切られている。上記高温シリンダ（２）内には高温ディスプレーサ （７）が、また低温シリンダ（３）内には低温ディスプレーサ（８）がそれぞれ シール機構（９），（１０）を介して往復動可能に嵌装されている。高温シリン ダ（２）内の隔壁（５）で囲まれる空間は高温ディスプレーサ（７）の上方に位 置する高温空間（１１）と、下方に位置する高温側中温空間（１２）（図２に示 す）とに区画されている。また、低温シリンダ（３）内の隔壁（６）で囲まれる 空間は低温ディスプレーサ（８）の高温シリンダ（２）と反対側に位置する低温 空間（１３）と、高温シリンダ（２）側に位置する低温側中温空間（１４）とに 区画されており、これらの高温空間（１１）、低温空間（１３）及び両中温空間 （１２），（１４）には例えばヘリウムガス等からなる作動ガスが充填されてい る。[0015] As shown in enlarged detail in FIG. 1, the heat pump device (1) is arranged in a vertical direction. a substantially hermetic high temperature cylinder (2) having a centerline of , and a horizontal centerline of It is equipped with a substantially sealed low-temperature cylinder (3). The lower and lower part of the high temperature cylinder (2) The hot cylinder (3) is connected to the high temperature cylinder (2) side end through the case (4). The cylinders (2), (3) and the case (4) are separated by bulkheads (5), ( 6). Inside the high temperature cylinder (2) above is a high temperature displacer. (7), and a low temperature displacer (8) inside the low temperature cylinder (3). It is fitted so that it can reciprocate via seal mechanisms (9) and (10). high temperature cylinder The space surrounded by the partition wall (5) in the chamber (2) is located above the high temperature displacer (7). the high-temperature space (11) where the It is divided into Also surrounded by a partition wall (6) within the cold cylinder (3) The space is a low-temperature displacer (8) located on the opposite side of the high-temperature cylinder (2). space (13) and a low temperature side intermediate temperature space (14) located on the high temperature cylinder (2) side. It is divided into high temperature space (11), low temperature space (13) and both medium temperature spaces. (12) and (14) are filled with a working gas such as helium gas. Ru.
【００１６】 上記両ディスプレーサ（７），（８）はケース（４）内に位置する連結手段と してのリンク機構（１５）により所定の位相差でもって往復動するように連結さ れている。このリンク機構（１５）は第１及び第２リンク（１６），（１７）か らなり、これらはいずれも略Ｌ字状に折り曲げられたＬ形リンク部材からなって いて、鉛直面内で各々の折曲げ角部が互いに逆向きになるように配置されている 。第１リンク（１６）の一端は高温ロッド（１８）の下端にピン（１９），（２ ０）及びリンク（２１）を介して連結されている。高温ロッド（１８）は上記隔 壁（５）にシール機構（２２）を介して摺動可能に貫通支持され、その上端は高 温ディスプレーサ（７）の下端に固定されている。一方、第２リンク（１７）の 一端は低温ロッド（２３）の図で左端にピン（２４），（２５）及びリンク（２ ６）を介して連結され、この低温ロッド（２３）は上記隔壁（６）にシール機構 （２７）を介して摺動可能に貫通支持され、その図１で右端は低温ディスプレー サ（８）の図で左端に固定されている。[0016] Both displacers (7) and (8) are connected to a connecting means located inside the case (4). The link mechanism (15) is connected to reciprocate with a predetermined phase difference. It is. This link mechanism (15) is connected to the first and second links (16) and (17). These are all made up of an L-shaped link member bent into an approximately L-shape. and the bent corners are arranged in opposite directions in the vertical plane. . One end of the first link (16) is attached to the lower end of the high temperature rod (18) with a pin (19), (2 0) and are connected via a link (21). The high temperature rod (18) is It is slidably supported through the wall (5) via a sealing mechanism (22), and its upper end is high. It is fixed to the lower end of the thermal displacer (7). On the other hand, the second link (17) One end is a diagram of the cryogenic rod (23), and the left end shows pins (24), (25) and links (2 6), and this cold rod (23) is connected to the partition wall (6) with a sealing mechanism. (27), and its right end in Figure 1 is a low-temperature display. It is fixed at the left end in the figure (8).
【００１７】 上記ケース（４）には両シリンダ（２），（３）の中心線を通る平面と直交す る水平方向の回転中心を有する回転軸（２８）が支持され、この回転軸（２８） の一端はケース（４）外の起動用モータ（図示せず）に駆動連結されている。回 転軸（２８）の他端はケース（４）内に位置し、該他端には円板からなる回転板 （２９）が同心一体に取り付けられ、この回転板（２９）の外周には上記第１リ ンク（１６）の折曲げ角部が回転軸（２８）と平行な回転ピン（３０）を介して 支承されている。また、第２リンク（１７）の折曲げ角部は固定体としてのケー ス（４）に回転軸（２８）と平行な固定ピン（３１）を介して支承されている。 上記両リンク（１６），（１７）の他端同士はピン（３２）により連結されてい る。そして、第１及び第２リンク（１６），（１７）において、その一端のピン （１９），（２４）との連結点から折曲げ角部のピン（３０），（３１）との連 結点までの距離、該折曲げ角部のピン連結点から他端のピン（３２）との連結点 までの距離及びリンク（１６），（１７）の折曲げ角度をそれぞれ所定値に設定 することで、低温及び高温ディスプレーサ（７），（８）の位相差を所定角度に 設定する。[0017] In case (4) above, the plane that passes through the center line of both cylinders (2) and (3) is perpendicular to A rotating shaft (28) having a horizontal rotation center is supported, and this rotating shaft (28) One end is drivingly connected to a starting motor (not shown) outside the case (4). times The other end of the rotating shaft (28) is located inside the case (4), and a rotary plate consisting of a disc is provided at the other end. (29) is attached concentrically to the outer periphery of the rotating plate (29). The bent corner of the link (16) is connected to the rotation pin (30) parallel to the rotation axis (28). Supported. In addition, the bent corner of the second link (17) is used as a fixed body for the case. It is supported by the base (4) via a fixed pin (31) parallel to the rotating shaft (28). The other ends of both links (16) and (17) are connected by a pin (32). Ru. Then, in the first and second links (16) and (17), the pin at one end of the first and second links (16) and (17) is (19), (24) to the pins (30), (31) at the bent corners. Distance to the connection point, the connection point from the pin connection point of the bent corner to the pin (32) at the other end Set the distance to and the bending angle of links (16) and (17) to predetermined values. By doing this, the phase difference between the low-temperature and high-temperature displacers (7) and (8) can be adjusted to a predetermined angle. Set.
【００１８】 上記高温側中温空間（１２）と低温側中温空間（１４）とは接続管（４１）に よりガスの往来可能に連通されている。また、高温空間（１１）と高温側中温空 間（１２）とは高温連通路（４２）により、また低温空間（１３）と低温側中温 空間（１４）とは低温連通路（４３）によりそれぞれガスの往来可能に連通され ている。上記高温連通路（４２）には高温再生器（４４）と、該再生器（４４） の高温空間（１１）側に位置し、外部を燃焼ガスが流れるヒータ（４５）と、上 記再生器（４４）の中温空間（１２）側に位置し、冷却水が流れる伝熱管（４６ ａ）を有する中温部熱交換器（４６）とが配設されている。一方、低温連通路（ ４３）には低温再生器（４７）と、該再生器（４７）の低温空間（１３）側に位 置し、冷却水が流れる伝熱管（４８ａ）を有するクーラ（４８）とが配設されて いる。図２に示すように、中温部熱交換器（４６）上端の伝熱管（４６ａ）の冷 却水出口は上記第１四方弁（６５）に、また下端の伝熱管（４６ａ）の冷却水入 口は第２四方弁（６６）にそれぞれ接続されている。上記クーラ（４８）の伝熱 管（４８ａ）の冷却水入口は上記第１四方弁（６５）に、また冷却水出口は第２ 四方弁（６６）にそれぞれ接続されている。[0018] The high temperature side medium temperature space (12) and the low temperature side medium temperature space (14) are connected to the connecting pipe (41). It is connected to allow gas to flow back and forth. In addition, the high temperature space (11) and the medium temperature air on the high temperature side The space (12) is connected to the low temperature space (13) by the high temperature communication path (42) and the low temperature side medium temperature. The space (14) is connected to each other by a low-temperature communication path (43) so that gas can pass therethrough. ing. The high temperature communication path (42) includes a high temperature regenerator (44) and a high temperature regenerator (44). A heater (45) located on the high-temperature space (11) side, through which combustion gas flows, and an upper A heat transfer tube (46) located on the medium temperature space (12) side of the recording/reproducing device (44) and through which cooling water flows. A medium temperature heat exchanger (46) having a) is provided. On the other hand, the low temperature communication path ( 43) includes a low temperature regenerator (47) and a position on the low temperature space (13) side of the regenerator (47). and a cooler (48) having a heat transfer tube (48a) through which cooling water flows. There is. As shown in FIG. The cooling water outlet is connected to the first four-way valve (65) and the cooling water inlet of the heat transfer tube (46a) at the lower end. The ports are each connected to a second four-way valve (66). Heat transfer of the above cooler (48) The cooling water inlet of the pipe (48a) is connected to the first four-way valve (65), and the cooling water outlet is connected to the second four-way valve (65). Each is connected to a four-way valve (66).
【００１９】 さらに、上記高温空間（１１）内ないしヒータ（４５）内の作動ガスを加熱す る加熱手段としてのバーナ（５０）が設けられている。[0019] Furthermore, the working gas in the high temperature space (11) or the heater (45) is heated. A burner (50) is provided as a heating means.
【００２０】 次に、上記実施例の作用について説明する。[0020] Next, the operation of the above embodiment will be explained.
【００２１】 ヒートポンプ装置（１）においては、回転軸（２８）は起動用モータで起動さ れて回転し、この回転により高温及び低温ディスプレーサ（７），（８）がそれ ぞれシリンダ（２），（３）内で所定の位相差をもって往復動する。[0021] In the heat pump device (1), the rotating shaft (28) is started by a starting motor. This rotation causes the high and low temperature displacers (7) and (8) to Each reciprocates within the cylinders (2) and (3) with a predetermined phase difference.
【００２２】 すなわち、まず、低温側は図４に示す行程１′→２′の等容冷却行程であり、 低温ディスプレーサ（８）がクランクケース（４）側に移動し、中温空間（１２ ），（１４）の作動ガスが低温空間（１３）に移り、作動ガスの温度が（ＴM ） から（ＴC ）に下がる。その結果、圧力が低下する。一方、高温側は行程１→２ の等温膨張行程であり、高温ディスプレーサ（７）はクランクケース（４）側の 下降端位置にあり、圧力が低下するので作動ガスが膨張するが、そのとき、温度 （ＴM ）を保つようにヒータ（４５）から吸熱が生じる。[0022] That is, first, the low temperature side is the equal volume cooling stroke of stroke 1'→2' shown in FIG. The low temperature displacer (8) moves to the crankcase (4) side, and the medium temperature space (12 ), (14) moves to the low temperature space (13), and the temperature of the working gas becomes (TM ) It falls from (TC) to (TC). As a result, the pressure decreases. On the other hand, on the high temperature side, stroke 1→2 This is an isothermal expansion stroke, and the high temperature displacer (7) is placed on the crankcase (4) side. At the descending end position, the pressure decreases and the working gas expands, but at that time, the temperature Heat is absorbed from the heater (45) so as to maintain (TM).
【００２３】 次いで、高温側は行程２→３の等容冷却行程に移り、高温ディスプレーサ（７ ）が上昇して高温空間（１１）内の作動ガスが中温空間（１２），（１４）へ移 り、作動ガス温度が（ＴH ）から（ＴM ）に下がり、その結果、圧力が低下する 。一方、低温側は行程２′→３′の等温膨張行程となり、圧力が低下するために 作動ガスが膨張するが、温度（ＴC ）を保つようにクーラ（４８）から吸熱が生 じる。[0023] Next, the high temperature side moves to the equal volume cooling process of process 2 → 3, and the high temperature displacer (7 ) rises and the working gas in the high temperature space (11) moves to the medium temperature spaces (12) and (14). As a result, the working gas temperature decreases from (TH) to (TM), resulting in a decrease in pressure. . On the other hand, on the low temperature side, there is an isothermal expansion stroke from stroke 2' to 3', and the pressure decreases. Although the working gas expands, heat is generated from the cooler (48) to maintain the temperature (TC). Jiru.
【００２４】 この後、低温側は行程３′→４′の等容加熱行程に移行する。この行程では、 低温ディスプレーサ（８）がクランクケース（４）と離れる方向に移動し、低温 空間（１３）内の作動ガスが中温空間（１２），（１４）に移り、作動ガス温度 が（ＴC ）から（ＴM ）に上昇する。その結果、圧力が上昇する。また、高温側 は行程３→４の等温圧縮行程になり、高温側中温空間（１２）では圧力が上昇す るために作動ガスが圧縮されるが、温度（ＴM ）を保つために中温部熱交換器（ ４６）から放熱が生じる。[0024] After this, the low-temperature side shifts to an equal-volume heating process from process 3' to process 4'. In this process, The low temperature displacer (8) moves away from the crankcase (4) and the low temperature The working gas in the space (13) moves to the medium temperature spaces (12) and (14), and the working gas temperature decreases. increases from (TC) to (TM). As a result, pressure increases. Also, the high temperature side becomes an isothermal compression stroke from stroke 3 to 4, and the pressure increases in the medium temperature space (12) on the high temperature side. The working gas is compressed to maintain the temperature (TM), but a medium-temperature heat exchanger ( Heat radiation occurs from 46).
【００２５】 最後に、高温側は行程４→１の等容加熱行程となり、高温ディスプレーサ（７ ）が下降して中温空間（１２），（１４）の作動ガスが高温空間（１１）に移動 し、作動ガス温度が（ＴM ）から（ＴH ）に上がって圧力が上昇する。一方、低 温側は行程４′→１′の等温圧縮行程になり、低温側中温空間（１４）では、圧 力が上昇するので作動ガスが圧縮されるが、温度（ＴM ）を保つために中温部熱 交換器（４６）から放熱が生じる。[0025] Finally, the high temperature side becomes an equal volume heating process of stroke 4 → 1, and the high temperature displacer (7 ) is lowered and the working gas in medium temperature spaces (12) and (14) moves to high temperature space (11). However, the working gas temperature rises from (TM) to (TH) and the pressure rises. On the other hand, low On the hot side, there is an isothermal compression stroke from stroke 4' to 1', and in the medium temperature space (14) on the low temperature side, the pressure As the force increases, the working gas is compressed, but in order to maintain the temperature (TM), the middle temperature part is heated. Heat radiation occurs from the exchanger (46).
【００２６】 このようなヒートポンプ装置（１）の作動に伴い、上記高温側の等温圧縮行程 （図４の行程３→４）及び低温側の等温圧縮行程（同行程４′→１′）での中温 部熱交換器（４６）からの放熱により伝熱管内（４６ａ）の冷却水が昇温し、か つ低温側の等温膨張行程（同行程２′→３′）でのクーラ（４８）からの吸熱に より冷却水が冷却される。冷房時には、第１及び第２四方弁（６５），（６６） が実線にて示すように切り換えられるので、上記中温部熱交換器（４６）で昇温 した冷却水は、室外熱交換器（６２）で放熱して冷却された後、再度熱交換器（ ４６）に戻るサイクルを繰り返す一方、クーラ（４８）で冷却された冷却水は、 室内熱交換器（６８）で吸熱して昇温した後、再びクーラ（４８）に戻るサイク ルを繰り返す。[0026] With the operation of such a heat pump device (1), the isothermal compression stroke on the high temperature side (stroke 3 → 4 in Figure 4) and the intermediate temperature in the isothermal compression stroke on the low temperature side (same stroke 4' → 1') The temperature of the cooling water in the heat exchanger tubes (46a) rises due to heat radiation from the partial heat exchanger (46), causing The heat absorbed from the cooler (48) during the isothermal expansion stroke (same stroke 2'→3') on the low temperature side. The cooling water is further cooled. During cooling, the first and second four-way valves (65), (66) is switched as shown by the solid line, so the temperature is raised by the medium temperature heat exchanger (46). The cooled water is cooled by dissipating heat in the outdoor heat exchanger (62), and then passes through the heat exchanger (62) again. While repeating the cycle returning to step 46), the cooling water cooled by the cooler (48) is A cycle in which the indoor heat exchanger (68) absorbs heat and raises the temperature, then returns to the cooler (48). Repeat.
【００２７】 これに対し、暖房時には、両四方弁（６５），（６６）は図で破線にて示すよ うに切り換えられ、上記熱交換器（４６）で昇温した冷却水は、室内熱交換器（ ６８）で放熱して冷却された後、再度熱交換器（４６）に戻るサイクルを繰り返 す一方、クーラ（４８）で冷却された冷却水は、室外熱交換器（６２）で吸熱し て昇温した後、再びクーラ（４８）に戻るサイクルを繰り返す。[0027] On the other hand, during heating, both four-way valves (65) and (66) are indicated by broken lines in the figure. The cooling water heated by the heat exchanger (46) is then switched to the indoor heat exchanger (46). 68), the heat is radiated and cooled down, and the cycle is repeated again, returning to the heat exchanger (46). On the other hand, the cooling water cooled by the cooler (48) absorbs heat in the outdoor heat exchanger (62). After the temperature is raised, the temperature is returned to the cooler (48), and the cycle is repeated.
【００２８】 この実施例の場合、高温連通路（４２）に中温部熱交換器（４６）が配置され 、低温連通路（４３）には同様の熱交換器がないので、従来例（図３参照）に比 べて熱交換器の数が減ることとなり、その分、作動ガスの流動損失が低減され、 ヒートポンプ装置（１）の効率を向上させることができる。[0028] In the case of this embodiment, a medium temperature heat exchanger (46) is arranged in the high temperature communication path (42). , since there is no similar heat exchanger in the low-temperature communication path (43), compared to the conventional example (see Figure 3). This means that the number of heat exchangers is reduced, and the flow loss of the working gas is reduced accordingly. The efficiency of the heat pump device (1) can be improved.
【００２９】 また、上記中温部熱交換器（４６）を高温連通路（４２）に配置することで、 低温連通路（４３）には熱交換器が不要となるので、低温シリンダ（３）の全長 を短縮して、ヒートポンプ装置（１）の設置面積を減少できる。しかも、同様の 理由から、低温ディスプレーサ（８）の長さを短くして機械損失を低減でき、ヒ ートポンプ装置（１）の効率をさらに向上させることができる。[0029] Moreover, by arranging the medium temperature section heat exchanger (46) in the high temperature communication path (42), Since a heat exchanger is not required in the low temperature communication path (43), the total length of the low temperature cylinder (3) can be shortened, thereby reducing the installation area of the heat pump device (1). Moreover, similar For this reason, the length of the low-temperature displacer (8) can be shortened to reduce mechanical losses and The efficiency of the arterial pump device (1) can be further improved.
【００３０】 尚、上記実施例は、空気調和機に適用した場合であるが、本考案は他の冷凍装 置に対しても適用できるのは勿論である。[0030] Although the above embodiment is applied to an air conditioner, the present invention can be applied to other refrigeration equipment. Of course, it can also be applied to any location.
【００３１】[0031]
以上説明したように、請求項１の考案によると、ヒートポンプ装置の高温及び 低温シリンダ側にそれぞれ配置される従来の中温部高温側及び中温部低温側の熱 交換器を一体化して、高温シリンダ側に配置したことにより、ガス流路における 熱交換器の数を減少させて作動ガスの流動損失を低減でき、よってヒートポンプ 装置の効率を向上させることができるとともに、低温シリンダ側での熱交換器を 不要として低温シリンダの全長を短縮でき、ヒートポンプ装置の設置面積を減少 することができる。 As explained above, according to the invention of claim 1, the high temperature and Conventional heat from the high temperature side of the medium temperature section and the low temperature side of the medium temperature section, which are placed on the low temperature cylinder side. By integrating the exchanger and placing it on the high-temperature cylinder side, The number of heat exchangers can be reduced to reduce flow losses of the working gas, thus reducing heat pump The efficiency of the equipment can be improved and the heat exchanger on the low temperature cylinder side can be The total length of the low-temperature cylinder can be shortened by eliminating the need for it, reducing the installation area of the heat pump device. can do.
【図１】本考案の実施例に係るヒートポンプ装置の正面
断面図である。FIG. 1 is a front sectional view of a heat pump device according to an embodiment of the present invention.
【図２】空気調和機の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an air conditioner.
【図３】従来のヒートポンプ装置の正面断面図である。FIG. 3 is a front sectional view of a conventional heat pump device.
【図４】ヒートポンプサイクルのＴ−Ｓ線図である。FIG. 4 is a T-S diagram of a heat pump cycle.
（１）…ヒートポンプ装置 （２）…高温シリンダ （３）…低温シリンダ （７）…高温ディスプレーサ （８）…低温ディスプレーサ （１１）…高温空間 （１２）…高温側中温空間 （１３）…低温空間 （１４）…低温側中温空間 （１５）…リンク機構 （４１）…接続管 （４２）…高温連通路 （４３）…低温連通路 （４４）…高温再生器 （４５）…ヒータ（高温部熱交換器） （４６）…中温部熱交換器 （４７）…低温再生器 （４８）…クーラ（低温部熱交換器） （５０）…バーナ（加熱手段） (1) Heat pump device (2)...High temperature cylinder (3)...Low temperature cylinder (7)...High temperature displacer (8)…Low temperature displacer (11)...High temperature space (12)...Medium temperature space on high temperature side (13)...Low temperature space (14)...Medium temperature space on low temperature side (15)…Link mechanism (41)…Connecting pipe (42)...High temperature communication path (43)...Low temperature communication path (44)...High temperature regenerator (45)...Heater (high temperature section heat exchanger) (46)...Medium temperature section heat exchanger (47)...Low temperature regenerator (48)...Cooler (low temperature heat exchanger) (50)...Burner (heating means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 笠原 伸一 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)考案者 藤本 悟 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 ──────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Creator Shinichi Kasahara 1304 Kanaoka-cho, Sakai-shi, Osaka Daikin Industries, Ltd. Inside the Kanaoka factory of Sakai Seisakusho Co., Ltd. (72) Creator Satoru Fujimoto 1304 Kanaoka-cho, Sakai-shi, Osaka Daikin Industries, Ltd. Inside the Kanaoka factory of Sakai Seisakusho Co., Ltd.
Claims (1)
高温及び低温シリンダ（２），（３）と、該シリンダ
（２），（３）内にそれぞれ往復動可能に嵌装された高
温及び低温ディスプレーサ（７），（８）とを備え、上
記両ディスプレーサ（７），（８）は所定の位相差をも
って往復動するように連結手段（１５）により連結さ
れ、上記高温シリンダ（２）内には高温ディスプレーサ
（７）により高温空間（１１）と高温側中温空間（１
２）とが区画形成されている一方、低温シリンダ（３）
内には低温側中温空間（１４）と低温空間（１３）とが
区画形成され、上記高温、低温及び両中温空間（１
０），（１３），（１２），（１４）には作動ガスが充
填され、上記高温側中温空間（１２）は高温空間（１
１）に対し高温連通路（４２）により連通され、低温側
中温空間（１４）は低温空間（１３）に対し低温連通路
（４３）により連通され、両中温空間（１２），（１
４）同士は接続管（４１）により連通され、上記高温連
通路（４２）には高温再生器（４４）と、該再生器（４
４）の高温空間（１１）側に位置する高温部熱交換器
（４５）と、上記再生器（４４）の中温空間（１２）側
に位置する中温部熱交換器（４６）とが配設され、上記
低温連通路（４３）には低温再生器（４７）と、該再生
器（４７）の低温空間（１３）側に位置する低温部熱交
換器（４８）とが配設され、上記高温空間（１１）内な
いし高温部熱交換器（４５）内の作動ガスを加熱する加
熱手段（５０）を備えてなることを特徴とするヒートポ
ンプ装置。Claim 1: High-temperature and low-temperature cylinders (2) and (3) joined at their ends so as to cross each other, and high-temperature cylinders fitted in the cylinders (2) and (3) so as to be able to reciprocate, respectively. and low-temperature displacers (7), (8), the two displacers (7), (8) are connected by a connecting means (15) so as to reciprocate with a predetermined phase difference, and the high-temperature cylinder (2) Inside, a high temperature space (11) and a medium temperature space (1) on the high temperature side are created by a high temperature displacer (7).
2) is partitioned, while the low temperature cylinder (3)
A low-temperature side medium-temperature space (14) and a low-temperature space (13) are formed inside, and the high-temperature, low-temperature, and both medium-temperature spaces (1
0), (13), (12), and (14) are filled with working gas, and the high temperature side intermediate temperature space (12) is the high temperature space (1
1) through a high-temperature communication path (42), and the low-temperature side medium-temperature space (14) communicates with the low-temperature space (13) through a low-temperature communication path (43), so that both medium-temperature spaces (12), (1)
4) are communicated with each other by a connecting pipe (41), and the high temperature communication path (42) includes a high temperature regenerator (44) and the regenerator (4).
A high temperature section heat exchanger (45) located on the high temperature space (11) side of 4) and a medium temperature section heat exchanger (46) located on the medium temperature space (12) side of the regenerator (44) are provided. A low temperature regenerator (47) and a low temperature section heat exchanger (48) located on the low temperature space (13) side of the regenerator (47) are disposed in the low temperature communication path (43), A heat pump device comprising a heating means (50) for heating working gas in a high temperature space (11) or a high temperature section heat exchanger (45).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3998891U JPH04136473U (en) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | heat pump equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3998891U JPH04136473U (en) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | heat pump equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04136473U true JPH04136473U (en) | 1992-12-18 |
Family
ID=31921133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3998891U Pending JPH04136473U (en) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | heat pump equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04136473U (en) |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3998891U patent/JPH04136473U/en active Pending
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