JPH0614865U - 熱圧縮式ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型化、熱損失の最少化を可能とし、熱効率
を向上せしめ得る熱圧縮式ヒートポンプを提供する。 【構成】 第１のディスプレーシャー２５及び第２のデ
ィスプレーシャー２６が円滑に上下動されるべくガイド
空間部３１が形成され、このガイド空間部３１の外側に
収容空間部３２の形成されたケーシング部材３０と、上
記ケーシング部材３０の収容空間部３２下部に収容され
冷房出力を生ずる低温熱交換手段４０と、上記低温熱交
換手段４０の上部に載置され、熱を吸収或は放出する低
温熱再生手段４５と、上記低温熱再生手段４５の上部に
載置され暖房出力を生ずる中温熱交換手段４８と、この
中温熱交換手段４８の上部に載置され熱を吸収及び放出
する中温熱再生手段４９と、上記ケーシング部材３０の
上部に固着された蓋部材５０とからなり、ガス圧力変化
により冷房、暖房出力を得る熱圧縮式ヒートポンプを構
成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、水素或はヘリウム等ガスの充填された空間内部に、高温空間部と 中温空間部及び低温空間部が形成され、ガスの圧力変化により暖房及び冷房の出 力が得られる熱圧縮式ヒートポンプに関し、特に大きさの小形化、かつ効率の向 上を図りうる熱圧縮式ヒートポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ガスの圧力変化によって暖房と冷房の出力が得られる熱圧縮式ヒート ポンプは、この出願人の出願した韓国特許第９０−１８４４２号（１９９０、１ １、４出願）のバルマイカーヒートポンプにおいて提案されている。 上記提案の従来のバルマイカーヒートポンプ（以下、熱圧縮式ヒートポンプと いう）は、図１、図２に示すごとく、多数の加熱板３９′を有し、内部に位相差 を有しかつ上下動される２つのディスプレイシャ４５′，４６′を具えたシリン ダ４２′と、上記シリンダ４２′内部に上記ディスプレイシャー４５′，４６′ により分離構成され、互いに異なる温度空間を具えた高温室４７′及び中温室４ ８′、低温室４９′と、上記シリンダ４２′の外側に具えられ互いに異なる３つ の温度室４７′，４８′，４９′に夫々連通される熱再生部３３′と、上記シリ ンダ４２′下部に具えられモータ３６′により、上記ディスプレイシャー４５′ ，４６′を駆動せしめる駆動部３１′とから構成されていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のごとく構成された従来の熱圧縮式ヒートポンプは、高温室４７′と中温 室４８′及び低温室４９′が形成される作動部３２′と、熱再生器５１′，５２ ′を設けた熱再生部３３′とが分離され、連結管体５３′により連結されること により、作動部３２′と熱再生部３３′間に死空間が形成され熱圧縮式ヒートポ ンプの大きさが大となるのはもとより、熱損失過多により冷房と暖房における熱 効率が低下された。また、加熱管３９′及び熱再生部３３′も連結管体５３′に より連結され、大きさが大となり熱効率が低下された。 すなわち、作動部３２′と熱再生部３３′及び加熱管３９′が分離され連結管 体５３′により連結されることによって、死空間が形成され熱圧縮式ヒートポン プが大型化となることはもちろん、熱効率が低下されるという問題点を有してい た。 また、作動部３２′と熱再生部３３′及び加熱管３９′を夫々連結管体５３′ により連結した場合、溶接等の手段を用いて接続すべきであるため、生産時間の 過多による生産性の低下など、種々の問題点を有していた。

【０００４】

【考案の目的】

この考案は、上述のごとき種々問題点に鑑みてなされたものであって、この考 案の目的は、大きさの小型化、かつ熱損失の最少化を図り、熱効率を向上せしめ うる熱圧縮式ヒートポンプの提供にある。 また、この考案の他の目的は、製作が容易で多量に生産でき、生産性の向上を 図りうる熱圧縮式ヒートポンプの提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、この考案による熱圧縮式ヒートポンプは、モー タ及びクランク軸の配設された駆動部と、前記駆動部に配設されたクランク軸に より所定の位相差を有し、上下に往復動される第１のディスプレイシャー及び第 ２のディスプレイシャーとからなる熱圧縮式ヒートポンプにおいて、前記第１の ディスプレイシャー及び第２のディスプレイシャーが円滑に上下動可能にガイド するガイド空間部が形成され、該ガイド空間部の外側に収容空間部の形成された ケーシング部材と、前記ケーシング部材に形成された収容空間部下部に収容され 、多数のピン部材及び低温接続管とからなり、冷房出力を生ずる低温熱交換手段 と、前記低温熱交換手段の上部に載置され、前記収容空間部に収容されかつ熱容 量の大きい金属網にて形成され、前記低温熱交換手段から冷房出力が生じるよう 熱を吸収又は放出する低温熱再生手段と、前記低温熱再生手段の上部に載置され て前記収容空間部に収容され、多数の中温フイン部材及び中温接続管とからなり 、暖房出力の生じる中温熱交換手段と、前記中温熱交換手段の上部に載置され、 前記収容空間部に収容されて熱容量の大きい金属網等に形成され、前記中温熱交 換手段から暖房出力が生じるよう熱を吸収或は放出する中温熱再生手段と、前記 ケーシング部材の上部に固着され、前記ケーシング部材の内部が密へいされるよ うにすることはもとより、前記ケーシング部材の高温空間部のガスが高温に保持 されるべく伝達する蓋部材とからなることを特徴とする。

【０００６】 上記の構成によれば、低温熱交換手段、低温熱再生手段、中温熱交換手段、中 温熱再生手段等を受容する収容空間部と、第１のディスプレイシャー、第２のデ ィスプレイシャーが円滑に上下動されるべくガイドするガイド空間部が、死空間 の形成なしにケーシング部材として一体形成され、小型化されるのはもとより熱 損失の最少化、熱効率の向上を図り、かつ製作の容易による多量生産可能にして 、生産性の向上を図りうるものである。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例について、添付図面に沿って詳述する。 この考案の実施例に係る図３ないし図１０において、１０は熱圧縮式ヒートポ ンプの初期起動又は高出力冷房及び暖房を得るために動力を生じる駆動部であっ て、この駆動部１０は上部の一側に突設部１７が形成され外観を形成するケース 部材１１と、上記ケース部材１１内部に設けられ電源が印加される場合、動力を 生ずるモータ１２と、上記モータ１２のモータ軸に接続され上記モータ１２から 生じた動力を伝達する継手１３と、上記継手１３に一端部が接続され、他端部が 上記ケース部材１１の内面一側に支持され、略中央に第１の偏心部１４が形成さ れ、この第１の偏心部１４両側に第２偏心部１５が形成され、上記モータ１２の 動力により回動するクランク軸１６と、上記クランク軸１６が円滑に回動される べく支持するベアリング１８とからなっている。

【０００８】 また、上記クランク軸１６の第１の偏心部１４と第２偏心部１６はクランク軸 １６の中心軸から６０〜１１０°間のいずれか一つの角度に偏心されるよう形成 されており、上記ケース部材１１の突設部１７には第１のガイド部２１及び第２ のガイド部１２が形成されたガイド部材２０が設けられている。

【０００９】 また、上記クランク軸１６に形成された第１の偏心部１４には、回転運動を往 復運動に変える第１のコネクティングロッド２３の一端部が締結され、上記第１ 偏心部１４の両側に形成された第２の偏心部１５には、第２のコネクティングロ ッド２４の一端部が締結されている。

【００１０】 さらに、図において、２５は第１のディスプレイシャー、２６は中心に通孔の 形成された第２のディスプレイシャーであって、第２のディスプレイシャー２６ の下部面には、上記第２のコネクティングロッド２４の他端部が固着され、上記 第１のディスプレイシャー２５の下部面には第１のコネクティングロッド２３の 他端部が固着されている。

【００１１】 つまり、上記第２のコネクティングロッド２４は、一端部がクランク軸１６の 第２の偏心部１５に締結され、他端部は上記ガイド部材２０の第２のガイド部２ ２を介して上記第２のディスプレイシャー２６の下部面に固着され、上記モータ １２から生ずる動力により上記第２のディスプレイシャー２６を上下往復動させ 、上記第１のコネクティングロッド２３は、一端部が上記クランク軸１６の第１ の偏心部１４に締結され、他端部が上記ガイド部材２０の第１のガイド部２１及 び上記第２のディスプレイシャーの通孔を介して、上記第１のディスプレイシャ ー２５の下部面に固着され、上記モータから生ずる動力によって上記第１のディ スプレイシャ２５を上下往復動させる。

【００１２】 また、上記第１のディスプレイシャー２５及び第２のディスプレイシャ２６は 、上記クランク軸１６の第１の偏心部１４及び第２偏心部１５が所定角度で偏心 されるべく形成されていることによって、所定の位相差をもって上下往復動する 。 一方、図において、３０は上記第１のディスプレイシャ２５と上記第２のディ スプレイシャ２６とが円滑に上下往復動されるべくガイドする円筒状のガイド空 間部３１が形成され、このガイド空間部３１の外側には後述する熱交換手段及び 熱再生手段が収容される収容空間部の形成されたケーシング部材であって、この ケーシング部材３０に形成されたガイド空間部３１と収容空間部３２は、上部一 側面がテーパになった内側突設部３３によって仕分けられ、上記収容空間部３２ は内側突設部３３及び外側突設部により形成されている。

【００１３】 また、上記収容空間部３２の下部には、図１０に示すごとく熱伝導率に優れる 材質からなる多数の低温フイン部材４１と低温接続管４２とからなり、冷房の出 力を生ずる低温熱交換手段４０が収容され、この低温熱交換手段４０上部には図 ９に示すごとく、熱容量の大きい金属網が積置されて熱の吸収或は放出を行い、 上記熱交換手段４０に冷房の出力を生ぜしめる低温熱再生手段４５が載置され、 上記収容空間部３２に収容されている。

【００１４】 また、上記ケーシング部材３０の内側突設部３３の略下部には、図４に示すご とく、多数の切欠溝６１が形成されてヘリウム或は水素などのガス（以下、ガス という）が上記収容空間部３２及び上記ガイド空間部３１に移動されるようにし 、上記外側突設部３４の所定の位置（つまり、上記低温熱交換手段４０の低温接 続管（Ｌ２）の位置される個所）には、図示を省いた汲水パイプ等のごとき入力 手段が接続されるよう入口６２′が形成され、この入口６２′に対応される位置 に冷房出力が吐き出されるように吐出口６３′が形成されている。

【００１５】 さらに、上記収容空間部３２に収容された上記低温熱再生手段４５上部には、 熱伝導率に優れる材質からなる多数の中温フイン部材４６と中温接続管４７とか らなり、暖房の出力を生ずる中温熱交換手段４８が載置され上記収容空間部３２ に収容され、中温熱交換手段４０上部には熱容量の大きい金属網が積置されて熱 の吸収或は放出を行い、上記熱交換手段４８に冷房の出力を生ぜしめる中温熱再 生手段４９が載置され、上記収容空間部３２に収容されている。

【００１６】 また、上記ケーシング部材３０の内側突設部３３の略上部には、図４に示すご とく、多数の切欠溝６１′が形成されてガスが上記収容空間部３２及び上記ガイ ド空間部３１に移動されるようにし、上記外側突設部３４の所定の位置（つまり 、上記中温熱交換手段４８の中温接続管（Ｌ７）の位置される個所）には、図示 を省いた汲水パイプ等のごとき入力手段が接続されるよう入口６２′が形成され 、この入口６２′に対応される位置に冷房出力が吐き出されるよう吐出口６３′ が形成されている。

【００１７】 さらに、上記ケーシング部材３０の上面には、リング状にてなるガイド部材５ １が設けられ、このガイド部材５１の設けられたケーシング部材３０の上部には 凸凹状の突起が形成された蓋部材５０が載置され、溶接等の手段により上記ケー シング部材３０に固着される。

【００１８】 更にまた、上記ケーシング部材３０に突設された内側突設部３３と蓋部材５０ 間には、上部内側突設部３３の上部一側面はテーパー状になっており、上記蓋部 材３０の内面がテーパー状をなし、図４に示すごとくガスが移動されるべく移動 通路７０が形成される。

【００１９】 なお、図において未説明符号７１は、上記ガイド空間部３１に充填されたガス が駆動部１０へ漏れないように設けたシリング部材である。 上記のごとく形成されたこの考案の熱圧縮式ヒートポンプの作動を述べれば、 上記ケーシング部材３０及び蓋部材５０の内面空間にヘリウム或は水素等のガス を充填させ、蓋部材５０に図示のないヒータ手段を位置づけて蓋部材５０を加熱 させる場合、蓋部材５０の内部空間と第１のディスプレイシャ２５の上部面とに より仕分けられるガイド空間部３１に存在するガスは、ヒータ手段により加熱さ れて高温に保持される。 なお、この際、上記ガスは上記蓋部材５０の凸凹状の表面とガイド部材５１と により上記ヒータ手段によりガスが加熱される場合、円滑に加熱され高温に保持 される。

【００２０】 このように、第１のディスプレイシャー２５の上部面により仕分けられるガイ ド空間部３１に存在するガスが高温（約６００〜８００℃）に保持された状態で 上記駆動部１０モータ１２の電源が印加される場合、第１のディスプレイシャー ２５と第２のディスプレイシャー２６は、上下往復動されるようになる。 すなわち、上記第１のディスプレイシャ２５が上死点方向へ移動される場合、 上記ガイド空間部３１（以下、高温空間部という）存在の高温ガスは、移動通路 ７０を経て上記中温熱再生手段４９を通過するようになる。

【００２１】 この際、上記高温ガスは熱容量の大きい金属網を通過されることにより、高温 ガス熱が中温熱再生手段４９に吸収され、中温熱再生手段４９を通過したガスは 、中温ガス（１００〜６０℃）状態で中温熱交換手段４８に供給される。 すなわち、中温熱交換手段は中温ガスの存在によって中温熱交換手段４８の多 数中温フイン部材４６が中温（１００〜６０℃）に保持されることによって、中 温接続管４７内を流れる流体或は気体が中温に加熱され、吐出口６３′を介して 吐出される。（つまり、暖房出力が生ずる）

【００２２】 また、上記第１のディスプレイシャー２５が下死点方向へ移動されるか、或は 上記第２ディスプレイシャー２６が上死点方向へ移動される場合、上記第１のデ ィスプレイシャー２５の下部面と上記第２のディスプレイシャ２６の上部面とよ り仕分けられるガイト空間部（以下、中温空間部という）存在の中温ガスは、切 欠溝６１′をとおして中温熱交換手段４８へ移動され、このうちの一部の中温ガ スは上記中温熱再生手段４９及び蓋部材５０を経て高温空間部へ移動され、他の 一部中温ガスは上記低温熱再生手段４５を経て低温熱交換手段４０へ移動される 。 すなわち、上記中温熱再生手段４９を通過する一部中温ガスは、中温熱再生手 段４９に蓄えられた熱をうばって蓋部材５０へ移動されて高温ガスとなり、その 他の一部中温ガスは上記低温熱再生手段４５を通過することにより、低温熱再生 手段４５を通過したガスは低温（−１０〜０℃）となり、熱交換手段４０に存在 される。

【００２３】 この際、低温熱交換手段４０の多数低温フイン部材４１の温度も低温となるこ とにより、低温接続管４２内部を流れる流体或は気体が低温となり吐出口６３か ら吐出される（つまり、冷房出力を得ることができる）。

【００２４】 また、上記第２のディスプレイシャー２６が下死点に移動される場合、第２の ディスプレイシャー２５の下部面により仕分けられるガイド空間部３１（以下、 低温空間部という）に存在する低温ガスは、上記内側突設部３３に形成された切 欠溝６１を介して、低温熱交換手段４０を経て低温熱再生手段４５へ移動される 。 この際、低温熱再生手段４５を通過する低温ガスは、低温熱再生手段４５に蓄 えられた熱を奪いながら低温熱再生手段４５通過することによって、低温熱再生 手段４５を通過した低温ガスは、中温ガスとなるのである。

【００２５】

【考案の効果】

上述のように、この考案による熱圧縮式ヒートポンプによれば、冷房出力の生 ずる低温熱交換手段と、上記低温熱交換手段が冷房出力を生ぜしめるべく熱を放 出或は吸収する低温熱再生手段と、暖房出力を生ずる中温熱交換手段と、上記中 温熱交換手段が暖房出力を生ぜしめるべく熱を放出或は吸収する中温熱再生手段 を収容する収容空間部と、第１のディスプレイシャー及び第２のディスプレイシ ャーが円滑に上下往復動されるべくガイドし、上記第１、及び２のディスプレイ シャーにより低温空間部、中温空間部、高温空間部の形成されるガイド空間部が 死空間に形成されることなく、ケーシング部材として一体形成されることにより 、熱圧縮式ヒートポンプの大きさが小型化となることはもちろん、熱損失が最少 化されて熱交率を向上させ、製作容易にして多量生産が可能となり、生産性の向 上を図りうるという優れる効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の熱圧縮式ヒートポンプの内部断面図で
ある。

【図２】従来例の熱圧縮式ヒートポンプの平面図であ
る。

【図３】本考案の熱圧縮式ヒートポンプの斜視図であ
る。

【図４】内部断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ部分の切欠断面図、

【図６】図４のＢ−Ｂ部分の切欠断面図、

【図７】図４のＣ−Ｃ部分の切欠断面図、

【図８】蓋部材の一部切欠の部分斜視図、

【図９】低温再生手段の一部切欠の部分斜視図、

【図１０】本考案の熱圧縮式ヒートポンプの低温熱交換
手段の一部切欠の部分斜視図である。

【符号の説明】

１０ 駆動部 １１ ケース部材 １２ モータ １３ カプリング １４ 第１の偏心部 １５ 第２の偏心部 １６ クランク軸 １７ 突設部 １８ ベアリング ２０ ガイド部材 ２１ 第１のガイド部 ２２ 第２のガイド部 ２３ 第１のコネクティングロッド ２４ 第２のコネクティングロッド ２５ 第１のディスプレイシャー ２６ 第２のディスプレイシャー ３０ ケーシング部材 ３１ ガイド空間部 ３２ 収容空間部 ３３ 内側突設部 ３４ 外側突設部 ４０ 低温熱交換手段 ４１ 低温フイン部材 ４２ 低温接続管 ４５ 低温熱再生手段 ４６ 中温フイン部材 ４７ 中温接続管 ４８ 中温熱交換手段 ４９ 中温熱再生手段 ５０ 蓋部材 ５１ ガイド部材 ６１，６１′ 切欠溝 ６２，６２′ 入口 ６３，６３′ 吐出口 ７０ 移動通路 ７１ 継手部材

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ及びクランク軸の配設された駆動
   部と、前記駆動部に配設されたクランク軸により所定の
   位相差を有し、上下に往復動される第１のディスプレイ
   シャー及び第２のディスプレイシャーとからなる熱圧縮
   式ヒートポンプにおいて、前記第１のディスプレイシャ
   ー及び第２のディスプレイシャーが円滑に上下動可能に
   ガイドするガイド空間部が形成され、該ガイド空間部の
   外側に収容空間部の形成されたケーシング部材と、前記
   ケーシング部材に形成された収容空間部下部に収容さ
   れ、多数のピン部材及び低温接続管とからなり、冷房出
   力を生ずる低温熱交換手段と、前記低温熱交換手段の上
   部に載置され、前記収容空間部に収容されかつ熱容量の
   大きい金属網にて形成され、前記低温熱交換手段から冷
   房出力が生じるよう熱を吸収又は放出する低温熱再生手
   段と、前記低温熱再生手段の上部に載置されて前記収容
   空間部に収容され、多数の中温フイン部材及び中温接続
   管とからなり、暖房出力の生じる中温熱交換手段と、前
   記中温熱交換手段の上部に載置され、前記収容空間部に
   収容されて熱容量の大きい金属網等に形成され、前記中
   温熱交換手段から暖房出力が生じるよう熱を吸収或は放
   出する中温熱再生手段と、前記ケーシング部材の上部に
   固着され、前記ケーシング部材の内部が密へいされるよ
   うにすることはもとより、前記ケーシング部材の高温空
   間部のガスが高温に保持されるべく伝達する蓋部材とか
   らなることを特徴とする熱圧縮式ヒートポンプ。
2. 【請求項２】 前記ケーシング部材には、上部一側面が
   テーパになった内側突設部が突設され、前記ガイド空間
   部と収容空間部とを仕分けることを特徴とする請求項１
   記載の熱圧縮式ヒートポンプ。
3. 【請求項３】 前記ケーシング部材の収容空間部は、内
   側突設部と外側突設部とにより形成されることを特徴と
   する請求項１及び２記載の熱圧縮式ヒートポンプ。
4. 【請求項４】 前記ケーシング部材の内側突設部の略下
   部及び上部には、ガスが前記収容空間部と前記ガイド空
   間部へ移動されるよう多数の切欠溝が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱圧縮
   式ヒートポンプ。
5. 【請求項５】 前記ケーシング部材の外側突設部には、
   入力手段が接続される入口と冷房及び暖房の出力が吐出
   されるように吐出孔が形成されていることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の熱圧縮式ヒートポン
   プ。
6. 【請求項６】 前記ケーシング部材には、ガイド部材が
   設けられ前記ガイド空間部の高温空間部に存在のガスが
   円滑に加熱されるようガイドすることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の熱圧縮式ヒートポンプ。
7. 【請求項７】 前記蓋部材は表面に凸凹状の突起が形成
   され、間ガイド空間部の高温空間部に存在のガスが円滑
   に加熱され、高温で保持されることを特徴とする請求項
   １〜６のいずれかに記載の熱圧縮式ヒートポンプ。
8. 【請求項８】 前記ケーシング部材に突設された内側突
   設部と蓋部材間には、ガスが移動可能に移動通路が形成
   されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに
   記載の熱圧縮式ヒートポンプ。