JPH0827003B2 - 暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷媒を加熱し無動力熱搬送方式で暖房運転す
る暖房装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の暖房装置は、第２図に示すように冷媒
加熱器１より上方に位置した受液器２の中間位置に気液
分離器３を配設し前記受液器２と前記気液分離器３の間
に両者を均圧させる開閉弁４を有する構成で、冷媒加熱
器１で蒸発した冷媒は放熱器６で凝縮し受液器２へ流入
する。受液器２に液冷媒が溜ると開閉弁４を開き受液器
２と気液分離器３とを均圧化し受液器２の液冷媒を逆止
弁５を通り気液分離器３へ流入させる。流入し終わると
開閉弁４を閉じ逆止弁５も閉じるため再び放熱器６から
凝縮した液冷媒が受液器２へ流入する。このような動作
を繰り返して熱搬送を行い、それに応じて冷媒加熱器１
から蒸発した冷媒は気液分離器３にて逆止弁５から流入
した冷媒と混合した後、放熱器６に送られて暖房運転を
行うようになっていた。（例えば実開昭61-43579号公
報） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では冷媒加熱器１と気
液分離器３の接続配管中の冷媒は自然循環によるもので
あり、冷媒加熱器１をバーナーで加熱する時、冷媒の熱
分解を防止するために常に気液二相状態で冷媒を冷媒加
熱器１から出す必要がある。また、冷媒加熱器１から蒸
発した冷媒は気液分離器３にて逆止弁５から流入した過
冷却の温度の低い冷媒と混合して放熱器６に送られて暖
房運転を行うようになっていた。そのため、 （１）暖房能力を大きく保つためには、放熱器６に入る
冷媒の温度を高温に維持しなければならず、そのため気
液分離器３の冷媒温度を上げるには冷媒加熱器１と気液
分離器３の間を循環する冷媒量を多くなるように構成す
る必要があり途中の配管抵抗が大きくなりそれに従って
気液分離器３内の液面も高くする必要を生じ装置全体が
大きくなる。

（２）冷媒加熱器１から蒸発した冷媒は気液分離器３に
て逆止弁５から流入した過冷却の温度の低い冷媒と混合
して放熱器６に送られて暖房運転を行うようになるた
め、放熱器６に入る冷媒は液相比率が高くなり潜熱搬送
効果が低く放熱能力が低かったため装置が大きくコスト
が高くなる。

（３）またそのため、放熱器に入る冷媒は液相比率が高
くなり潜熱搬送効果が低い事は放熱器で顕熱熱伝達で熱
交換するため温風温度が低くなり、暖房効果が不十分で
あった。

等の課題を有していた。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、冷媒加
熱器の入口管は前記気液分離器下端と接続し、前記気液
分離器のガス部と前記放熱器とを接続する接続管の一部
を前記冷媒加熱器に密接した密接部を設けることによ
り、放熱器にはいる冷媒の温度を高温に保ちガス冷媒で
潜熱熱交換を行い、冷媒の循環を促進し、熱搬送能力と
放熱器の高温風で小型、低コスト、暖房効果の向上を図
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の暖房装置は、受液
器を気液分離よりも上方に配設して、放熱器、第１逆止
弁、前記受液器、第２逆止弁、前記気液分離器を接続配
管すると共に前記気液分離器の上部と前記放熱器とを接
続する接続管と、この接続管と前記受液器の間に開閉弁
を有する均圧管を設け、さらに前記気液分離器より下方
に配設してある冷媒加熱器の出口管を前記気液分離器内
に下端から立ち上げ、前記冷媒加熱器の入口管は前記気
液分離器下端と接続し、前記気液分離器の上部と前記放
熱器とを接続する接続管の一部を前記冷媒加熱器に密接
して設けた構成としたものである。

作用 本発明は、上記した構成によって、気液分離器より放
熱器に接続した配管途中で冷媒加熱器から再び加熱され
るため、気液分離器より下方に設置してある冷媒加熱器
でバーナー等で加熱され蒸発した冷媒は十分な２相状態
で冷媒加熱器下端から気液分離器内に流入するため管路
抵抗を少なくすることができる。そして、気液分離器よ
り放熱器に接続した配管途中で冷媒加熱器から再び加熱
されることは、この配管中の冷媒を圧力に応じた完全な
ガス相となり、さらに過熱ガスとして放熱器に送ること
ができる。そのため、放熱器での熱伝達は大きくなるこ
とと循環する冷媒量が少なくなるため放熱器、配管等の
小型、低コストが可能である。また、放熱器にはいる冷
媒は高温のガス相であるため放熱器から高温の温風が得
られる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。なお第２図と同一部には同一番号を付してある。第
１図において、１は気液分離器３より下方に配設してあ
る冷媒加熱器、７は冷媒加熱器１の出口から気液分離器
３内に下端から立ち上げている立ち上げ管、８は気液分
離器３下端から冷媒加熱器１の入口管と接続する入口
管、前記１、７、３、８は自然循環サイクルを構成して
いる。一方、９は気液分離器３と放熱器６とを接続する
接続配管であり、10は前記接続管の一部が冷媒加熱器１
と密接して構成した密接部である。11は第１逆止弁、２
は上方に配設してある受液器、５は第２逆止弁であり、
前記３、10、９、６、11、２、５は冷媒循環回路を構成
しており、前記接続配管９と受液器２の間に開閉弁４を
有する均圧管12を配設してある。

上記構成に於て、バーナー等で冷媒加熱器１で加熱さ
れた冷媒は２相状態で立ち上げ管７を通り気液分離器３
内に流入し液冷媒は再び入口管８から冷媒加熱器１へ流
入する。また、気液分離器３内に冷媒加熱器１から流入
した２相冷媒のガス冷媒は接続配管９を通り放熱器６で
凝縮液化する。この時開閉弁４が閉の時は受液器２へ放
熱器６からの凝縮冷媒が第１逆止弁11を通り吸引され
る。なおこの時は第２逆止弁５は閉状態でり受液器２内
の圧力は吸引された凝縮冷媒で圧力が急激に低下し受液
器２内は放熱器６からの凝縮液で満たされる。この状態
で開閉弁４を開にすると受液器２と気液分離器３とは均
圧状態となり受液器２内の液冷媒は第２逆止弁５を通り
気液分離器３内へ位置エネルギーによって流入する。こ
の時第１逆止弁11は閉状態となる。その後、開閉弁４が
閉じると第２逆止弁５は閉となり放熱器６からの凝縮液
冷媒が第１逆止弁11を通り圧送され受液器２は液冷媒で
満たされ開閉弁４を開にするというサイクルを繰り返
す。すなわち、気液分離器３と冷媒加熱器１の間のサイ
クルは自然循環サイクル、気液分離器３、放熱器６、第
１逆止弁11、受液器２、第２逆止弁５のサイクルは、受
液器２へ放熱器６からの液冷媒を溜めてそれを間欠的に
気液分離器３へ供給するという間欠動作サイクルであ
る。ここで、冷媒加熱器１の出口管を冷媒加熱器１より
上方に配設してある気液分離器３内に下端から立ち上げ
管７と連通しているため、気液分離器３と冷媒加熱器１
の出口と気液分離器３とを最短距離で接続でき管路抵抗
を低減でき、その結果気液分離器３内の液冷媒液面3Aを
低く設定することが可能となり気液分離器３と冷媒加熱
器１の高さ方向の配設スペースを小さくできる。気液分
離器３より放熱器６に接続した配管９途中で冷媒加熱器
１から再び加熱される密接部10のため、気液分離器３よ
り下方に設置してある冷媒加熱器１でバーナー等で加熱
され蒸発した冷媒は十分な２相状態で冷媒加熱器１下端
から気液分離器３内に流入するためさらに、冷媒加熱器
１と密接部10で熱交換することによる熱搬送効果から管
路抵抗を少なくすることができ入口管８、立ち上げ管７
は小さくできる。そして、気液分離器３より放熱器６に
接続した配管途中で冷媒加熱器１から再び加熱されるこ
とは、この配管中の冷媒を圧力に応じた完全なガス相と
なり、さらに過熱ガスとして放熱器６に送ることができ
る。そのため、放熱器６での熱伝達は大きくなることと
循環する冷媒量が少なくなるため放熱器６の熱交換器、
配管９等の小型、低コストが可能である。また、放熱器
６にはいる冷媒は高温のガス相であるため放熱器６から
高温の温風が得られる。さらに密接部10を前記気液分離
器３のガス部と前記放熱器６とを接続する接続管９の一
部を前記冷媒加熱器１の上部を覆うごとく密接して設け
たることにより、冷媒加熱器１中の冷媒が燃焼熱の偏
り、冷媒流れの偏り、オイルによる偏り等により局部過
熱を生じた場合、冷媒の流れは下から上に流れながら加
熱されるため、冷媒加熱器１の上部が最も高温となる。
この高温となる部分に設けた密接部10により熱が接続管
９に放熱し、冷媒は高温になることがなく冷媒の分解、
オイルの劣化を生じることがなく信頼性の高い装置とな
る。

発明の効果 以上のように本発明の暖房装置によれば次の効果が得
られる。放熱器、第１逆止弁、受液器、第２逆止弁、気
液分離器を接続配管すると共に前記気液分離器の上部と
放熱器とを接続する接続管と、この接続管と受液器の間
に開閉弁を有する均圧管を設けた構成により、冷媒を加
熱し無動力で熱搬送が可能となり、搬送用のポンプ等が
不用であり低コストかつ低ランニングコストとなる。

（１）冷媒加熱器の出口管を冷媒加熱器より上方に配設
してある気液分離器内に下端から立ち上げ管と連通して
いるため、最短距離で接続でき、気液分離器と冷媒加熱
器の配設スペースを小さくできる効果がある。

（２）気液分離器より放熱器に接続した配管途中で冷媒
加熱器から再び加熱される密接部のため、気液分離器よ
り下方に設置してある冷媒加熱器でバーナー等で加熱さ
れ蒸発した冷媒は十分な２相状態で冷媒加熱器下端から
気液分離器内に流入するためさらに、冷媒加熱器と密接
部で熱交換することによる熱搬送効果から管路抵抗を少
なくすることができ入口管、立ち上げ管は小さくでき
る。

（３）そして、気液分離器より放熱器に接続した配管途
中で冷媒加熱器から再び加熱されることは、この配管中
の冷媒を圧力に応じた完全なガス相となり、さらに過熱
ガスとして放熱器に送ることができる。そのため、放熱
器での熱伝達は大きくなることと循環する冷媒量が少な
くなるため放熱器、配管等の小型、低コストが可能であ
る。また、放熱器にはいる冷媒は高温のガス相であるた
め放熱器から高温の温風が得られ暖房時の快適性が向上
する。

（４）密接部を前記冷媒加熱器の上部を覆うごとく密接
して設けたることにより、冷媒加熱器中の冷媒が燃焼熱
の偏り、冷媒流れの偏り、オイルによる偏り等により局
部過熱を生じた場合密接部より熱が接続管に放熱し、冷
媒は高温になることがなく冷媒の分解、オイルの劣化を
生じることがなく信頼性の高い装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の暖房装置の回路構成図、第
２図は従来の暖房装置の回路構成図である。 １……冷媒加熱器、２……受液器、３……気液分離器、
４……開閉弁、５……第２逆止弁、６……放熱器、７…
…立ち上げ管、８……入口管、９……接続管、10……密
接部、11……第１逆止弁、12……均圧管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜武 達規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 紘一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受液器を気液分離器よりも上方に配設し
   て、放熱器、第１逆止弁、前記受液器、第２逆止弁、前
   記気液分離器を接続配管すると共に前記気液分離器の上
   部と前記放熱器とを接続する接続配管と、この接続配管
   と前記受液器の間に開閉弁を有する均圧管を設け、さら
   に、前記気液分離器より下方に配設してある冷媒加熱器
   の出口管を前記気液分離器内に下端から立ち上げ、前記
   冷媒加熱器の入口管は前記気液分離器下端と接続し、前
   記気液分離器の上部と前記放熱器とを接続する接続管の
   一部を前記冷媒加熱器に密接した密接部を設けた暖房装
   置。
2. 【請求項２】密接部は冷媒加熱器の上部を水平に覆うご
   とく密接して設けた特許請求の範囲第１項記載の暖房装
   置。