JPS6325459A - 蒸気噴射式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ１発明の目的 （産業上の利用分野） この発明に係る蒸気噴射式冷凍機は、熱源が存在する限
り、電気がない場所に於いても運転が可能な冷凍機とし
て、例えばキャンプに於いて各種飲料や食料を冷蔵する
場合に利用する事が出来る。

（従来の技術） 空気調和装置や冷蔵庫に組み込む冷凍機として、従来か
ら蒸気圧縮式冷凍機が広く利用されている。ところが、
蒸気圧縮式冷凍機には冷媒を圧縮する為のコンプレッサ
が組み込まれており、このコンプレッサを駆動する為の
動力が必要になる。この様なコンプレッサな駆動する動
力源としては、エンジンやモータを用いる場合が多いが
、コンプレッサを駆動する為には相当の力が必要になる
為、冷凍機の運転時には相当の燃料や電力を消費する事
が避けられなかった。

この様な冷凍機の運転に伴う余計な燃料や電力の消費を
無くす為に、空気調和装置や冷蔵装置に組み込む冷凍機
を、蒸気圧縮式のものに代えて蒸気噴射式のものとし、
自動車の走行用エンジンの運転時に発生する熱等、従来
はそのまま捨てられていた排熱を利用して、この蒸気噴
射式冷凍機を駆動することが考えられている。

この様な空気調和用蒸気噴射式冷凍機は、例えば特開昭
５７−１３４６６８号公報に開示されている。この公報
に開示されている蒸気噴射式冷凍機は、第３図に示す様
に、熱交換チューブ３内を流通する自動車の走行用エン
ジンの冷却水の熱や排気の熱等の各種排熱を利用して冷
媒１を加熱蒸発させ、高圧の蒸気とする加熱器２と、冷
媒の蒸気を凝縮し液化するコンデンサ４と、上記加熱器
２の蒸気出口５に一端を、コンデンサ４の蒸気人口に他
端をそれぞれ接続した第一の接続管６と、この第一の接
続管６の途中に設けられ加熱器２／Ｊ）ら送られて来る
蒸気をコンデンサ４に向けて噴出し、側方に設けた吸入
ロアから流体を吸入するエジェクタ８と、コンデンサ４
の液状冷媒の出口に一端を接続し、他端をこの液状冷媒
を蒸発させるエバポレータ９の入口側に接続した第二の
接続管１０と、このエバポレータ９の出口側に一端を接
続し、他端を前記エジェクタ８の吸入ロアに接続した第
三の接続管１１と、上記第二の接続管１゜の途中から分
岐し、前記加熱器２の液状冷媒人口１２に通じる分岐管
１３とから構成されている。

第３図に於いて、１４はコンデンサ４により凝縮し液化
した冷媒を一時貯溜しておく受液器、１５は上記受液器
１４から送り出された液状冷媒を急激に膨張させるため
、エバポレータ９の直前に設けた膨張弁、１６は、一部
の液状冷媒を加熱器２に送り込む為の送液ポンプ、１７
はコンデンサ４に送風する為の送風ファンである。

この様な蒸気圧縮式冷凍機により、例えば自動車室内の
冷房を行なう場合、加熱器２の熱交換チューブ３内に、
エンジンの熱により昇温した冷却水を流通させる（加熱
器２の熱源を冷却水とした場合。）と共に送液ポンプ１
６を運転し、受液器１４内の液状冷媒の一部を加熱器２
に送り、この加熱器２内で沸騰蒸発させて高圧の蒸気と
し、この蒸気を第一の接続管６を通じてエジェクタ８に
送る。

この高圧蒸気はエジェクタ８のノズル２７から噴射され
、この結果エジェクタ８のミックスチャンバ２８内が負
圧となるが、この負圧は第三の接続管１１を通じてエバ
ポレータ９のコア部を構成する伝熱管内に導入される為
、受液器１４内の液状冷媒が第二の接続管１０を通じて
上記伝熱管内に吸入されると共にこの伝熱管内で蒸発し
、その際周囲から蒸発潜熱を奪ってエバポレータ９のコ
ア部の温度を低下させ、ファンによりこのコア部に送ら
れる空気を冷却する。

蒸発して蒸気となった冷媒は、第三の接続管１１を通じ
て次々とエジェクタ８内に吸引され、伝熱管内は負圧の
状態を保持されると共に、蒸発により減少した冷媒骨は
第二の接続管１０を通じて補給される。

エジェクタ８内では、第一の接続管６から送られて来る
高温の蒸気と、第三の接続管１１から送られて来る低温
の蒸気とが混合するが、この混合蒸気はコンデンサ４内
で凝縮液化して受液器１４に溜められる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の様に構成され作用する蒸気噴射式冷凍
機に於いては、次に述べるような不都合を生じる。

即ち、蒸気噴射式冷凍機をキャンプ場等に於いて使用す
る冷蔵庫に組み込む場合の様に、電気のない場所で蒸気
噴射式冷凍機を運転したい様な場合、送液ポンプや送風
ファン駆動の為、別途発電機或は蓄電池を用意しなけれ
ば運転をする事が出来ない。

キャンプ場等に重量の嵩む発電機や蓄電池を運び込む事
はその分前物が増えて運搬か面倒になるだけでなく、静
かなキャンプ場等で発電機を運転する事は他人の迷惑と
もなる為、好ましくない。

本発明の蒸気噴射式冷凍機は、上述のような不都合を解
消するものである。

ｂ１発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明の蒸気噴射式冷凍機は、前述した従来の蒸気噴射
式冷凍機と同様に、冷媒を加熱蒸発させて高圧の蒸気と
する加熱器と、冷媒の蒸気を凝縮し液化するコンデンサ
と、上記加熱器の蒸気出口に一端を、コンデンサの蒸気
入口に他端をそれぞれ接続した第一の接続管と、この第
一の接続管の途中に設けられ、加熱器から送られて来る
蒸気をコンデンサに向けて噴出し、側方に設けた吸入口
から流体を吸入するエジェクタと、コンデンサの液状冷
媒の出口に一端を接続し、他端をこの液状冷媒を蒸発さ
せるエバポレータの入口に接続した第二の接続管と、こ
のエバポレータの出口側に一端を接続し、他端を前記エ
ジェクタの吸入口に接続した第三の接続管と、上記第二
の接続管の途中から分岐し、前記加熱器の液状冷媒入口
に通じる分岐管とから構成されており、コンデンサの液
状冷媒出口と加熱器の液状冷媒入口との間には、この加
熱器に液状冷媒を送り込む為の送液ポンプを、コンデン
サの近傍にはこのコンデンサに送風する為の送風ファン
を、それぞれ設けている。

更に本発明の蒸気噴射式冷凍機に於いては、上記加熱器
の蒸気出口とコンデンサの蒸気人口とを結ぶ第一の接続
管又はこの第一の接続管と並列に設けたバイパス管の途
中に、第一の接続管或はバイパス管内に於ける蒸気の流
れによって回転力を得るエアモータを設けている。

このエアモータの出力軸の回転力は、シャフト或はケー
ブル等により機械的に取出し、この機械的回転力によっ
て、コンデンサの液状冷媒出口と加熱器の液状冷媒人口
との間に設けた液状冷媒移送用のポンプと、コンデンサ
への送風用の送風ファンとを回転駆動する様に構成して
いる。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明の蒸気噴射式冷凍機に於け
る冷房等を行なう際の基本的な作用自体は、前述した従
来の装置と同様である。

本発明の蒸気噴射式冷凍機に於いては、蒸気噴射式冷凍
機運転時に加熱器で発生し、第一の接続管或はバイパス
管を通じてコンデンサに向けて流れる冷媒蒸気によって
、上記第一の接続管或はバイパス管の途中に設けられた
エアモータが駆動され、このエアモータの出力軸が回転
する。

この様にエアモータの出力軸が回転すると、この出力軸
と機械的に接続された液状冷媒移送用のポンプとコンデ
ンサへの送風用ファンとが回転し、蒸気噴射式冷凍機を
構成する各部品中を冷媒が循環すると共にコンデンサへ
送風され、加熱器への熱量供給が行なわれる限り、蒸気
噴射式冷凍機が継続的に運転される様になる。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ本考案を更に詳しく説
明する。

第１図は本考案の第一実施例を示している。冷媒を加熱
蒸発させて高圧の蒸気とする加熱器２と、冷媒の蒸気を
凝縮し液化するコンデンサ４とは、上記加熱器２の蒸気
出口に一端を、コンデンサ４の蒸気入口に他端をそれぞ
れ接続した第一の接続管６により接続されている。

この第一の接続管６の途中には、加熱器２から送られて
来る蒸気をコンデンサ４に向けて噴出し、側方に設けた
吸入ロアから流体を吸入するエジェクタ８を設けている
。

上記コンデンサ４の液状冷媒の出口と、この液状冷媒を
蒸発させるエバポレータ９の入口とは、第二の接続管１
０により接続されており、上記エバポレータ９の出口側
に一端を接続した第三の接続管１１の他端は、前記エジ
ェクタ８の吸入口に接続している。

上記第二の接続管１０の途中から分岐した分岐管は、前
記加熱器２の液状冷媒入口に通じさせている。

コンデンサ４の液状冷媒出口と加熱器２の液状冷媒入口
との間には、この加熱器２に液状冷媒を送り込む為の送
液ポンプ１６を、コンデンサ４の近傍にはこのコンデン
サ４に送風する為の送風ファン１７を、それぞれ設けて
いる。

更に、上記加熱器２の蒸気出口５とコンデンサ４の蒸気
入口とを結ぶ第一の接続管６と並列にバイパス管１８を
設けて、加熱器２の蒸気出口５から送り出された冷媒蒸
気の一部が、このバイパス管１８を通じてコンデンサ４
に送られる様にしている。この様に冷媒蒸気の一部を流
すバイパス管１８の途中には、このバイパス管１８内に
於ける冷媒蒸気の流れによって回転力を得るエアモータ
１９を設けている。

このエアモータ１９は、バイパス管１８内を送られる冷
媒蒸気をタービン翼に吹き付けたり、或はピストンを遊
嵌したシリンダ室内に送り込む事で出力軸２０を回転さ
せるもので、この出力軸２０の回転力は、シャフト２１
によって、加熱器２に液状冷媒を送り込む為の分岐管１
３の途中に設けたポンプ１６に伝達し、バイパス管１８
内に冷媒蒸気が流通している場合にポンプ１６が駆動さ
れて、加熱器２に液状冷媒が送り込まれる様にしている
。更に上記エアモータ１９により得られる回転力は、ケ
ーブル２２によっても機械的に取出され、この機械的回
転力によってコンデンサ４への送風用の送風ファン１７
を回転駆動する様に構成している。

２３は、加熱器２の蒸気出口５の近傍に於ける冷媒蒸気
の圧力を検出して制御器２４に信号を送る圧力センサで
あって、制御器２４はこの圧力センサ２３からの信号に
基づぎ、バイパス管１８の途中に設けた制御弁２５の開
度を調節する様にしている。制御器２４及び制御弁２５
は、何れも乾電池によって駆動されるもので、冷媒出口
５に於ける冷媒圧力によって制御弁２５の開度を調節し
、エアモータ１９に送られる冷媒蒸気の量を適正値に保
持する様にしている。

上述の様に構成される本発明の蒸気噴射式冷凍機に於け
る冷房を行なう際の基本的な作用自体は、前述した従来
の装置と同様であるが、この蒸気噴射式冷凍機をキャン
プ場に於いて冷蔵庫として使用する様な場合、加熱器２
に於いて冷媒蒸気を発生する為の熱源としては、固形燃
料等、携帯に便利な燃料等を使用する。この様な燃料を
用いる事により、蒸気噴射式冷凍機運転時に加熱器２で
冷媒蒸気を発生させた場合、この冷媒蒸気の一部が、バ
イパス管１８を通じてコンデンサ４に向けて流れ、その
際にバイパス管１８の途中に設けたエアモータ１９を駆
動し、このエアモータ１９の出力軸２０を回転させる。

この様にして回転するエアモータ１９の出力軸２０の回
転力は、シャフト２１を介して液状冷媒移送用の送液ポ
ンプ１６に伝えられこのポンプを回転させると同時に、
ケーブル２２を介してコンデンサ４への送風用の送風フ
ァン１７に伝えられ、この送風ファン１７を回転させる
。

これによって、蒸気噴射式冷凍機を構成する各部品中を
冷媒が循環すると共にコンデンサ４へ送風され、加熱器
２への熱量供給が行なわれる限り、蒸気噴射式冷凍機が
継続的に運転される様になる。

次に、第２図は本考案の第二実施例を示している。本実
施例の場合、冷媒蒸気の流れから回転力を取出す為のエ
アモータ１９を、加熱器２の蒸気出口とコンデンサ４の
蒸気入口とを結ぶ第一の接続管６の途中の、エジェクタ
８の上流側位置に設けている。又、第一の接続管６の途
中にエアモータ１９と並列に設けたバイパス管２６の途
中には制御弁２５を設け、この制御弁２５の開度な調節
する事によって、エアモータ１９に送り込まれる冷媒蒸
気の量を調節出来る様にしている。

その他の構成部分に就いては前述した第一実施例の場合
と同様であり、作用自体もほぼ同様である為、同等部分
には同一符号を付して重複する説明を省略する。

Ｃ１発明の効果 本発明の蒸気噴射式冷凍機は以上に述べた通り構成され
作用するので、キャンプ場等の電気の得られない場所に
於いても蒸気噴射式冷凍機の運転を行なう事が可能とな
り、冷凍機の用途を大きく広げる事が出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第一実施例の、第２図は同第二実施例
の、第３図は従来の蒸気噴射式冷凍機を示すそれぞれ回
路図である。 １：冷媒、２：加熱器、３：熱交換チューブ、４；コン
デンサ、５：蒸気出口、６：第一の接続管、７：吸入口
、８：エジェクタ、９：エバポレータ、１０・第二の接
続管、１１：第三の接続管、１２：液状冷媒入口、１３
：分岐管、１４：受液器、１５：膨張弁、１６・送液ポ
ンプ、１７：送風ファン、１８：バイパス管、１９：エ
アモータ、２０：出力軸、２１．シャフト、２２：ケー
ブル、２３；圧力センサ、２４：制御器、２５：制御弁
、２６：バイパス管、２７：ノズル、２８；ミックスチ
ャンバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒を加熱蒸発させて高圧の蒸気とする加熱器と、冷媒
   の蒸気を凝縮し液化するコンデンサと、上記加熱器の蒸
   気出口に一端を、コンデンサの蒸気入口に他端をそれぞ
   れ接続した第一の接続管と、この第一の接続管の途中に
   設けられ加熱器から送られて来る蒸気をコンデンサに向
   けて噴出し、側方に設けた吸入口から流体を吸入するエ
   ジェクタと、コンデンサの液状冷媒の出口に一端を接続
   し、他端をこの液状冷媒を蒸発させるエバポレータの入
   口側に接続した第二の接続管と、このエバポレータの出
   口側に一端を接続し、他端を前記エジェクタの吸入口に
   接続した第三の接続管と、上記第二の接続管の途中から
   分岐し、前記加熱器の液状冷媒入口に通じる分岐管と、
   上記コンデンサに送風する送風ファンと、コンデンサの
   液状冷媒出口から送り出された液状冷媒を加熱器の液状
   冷媒入口に送り込む送液ポンプとから成る蒸気噴射式冷
   凍機に於いて、上記加熱器の蒸気出口とコンデンサの蒸
   気入口とを結ぶ第一の接続管又はこの第一の接続管と並
   列に設けたバイパス管の途中に、それぞれの管の内側を
   流れる蒸気によって回転力を得るエアモータを設け、こ
   のエアモータの出力軸の回転力を機械的に取出し、この
   機械的回転力によって液状冷媒移送用のポンプとコンデ
   ンサへの送風用のファンとを回転駆動する事を特徴とす
   る蒸気噴射式冷凍機。