JPH052803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はクーラーを利用した回転力転換装置に
関する。

（従来の技術） 周知の如く従来、ガス圧縮式冷凍装置では、冷
媒ガスを圧縮機で圧縮し高温高圧のガスとして凝
縮器に送り冷却して凝縮させ高圧の冷媒液とし、
膨張弁を通して減圧し、低温低圧の冷媒液として
蒸発器に送り蒸発に必要な潜熱を吸収させ冷凍効
果を得ていた。しかしながらこの方法では圧縮機
の電力消費量が著しく大きく、従つて、圧縮機の
電力を削減する方法として冷媒ガスの膨張圧力を
圧縮機の回転力に利用する方法が研究され、蒸発
器、圧縮機をベーン型式（ゲーテポンプ型モータ
ー）とすることにより一部目的が達成され、此れ
らの研究の成果としての発明は、例えば特開昭60
−117037号において公知である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の方式を採用した場合、圧縮機、凝縮器は
共にベーンポンプ型で小型となり収容箱中に収容
されており、且つ、圧縮機は高温となるために冷
却液中に、又、蒸発器は逆に低温となるために不
凍液中に没入された構成となつており、運転中は
互いに高温、低温を発生し続けながら収容箱中で
運転しているが、低温側は冷房機能を果たしなが
らの運転であるが逆の圧縮機側の高温エネルギー
は冷却液で冷却し有効に利用されずに放熱させて
しまつていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の収容箱中で、運転中は各々、高
温、低温を発生し、冷却液、不凍液を加熱、冷却
している両者の温度差を最大限に利用することを
計り、冷却、加熱されている冷却液、不凍液中に
冷媒ガスの循環系を導入して冷媒ガスを効率よく
冷却、加熱し、冷媒ガスの膨張力を回転力に転換
する目的で発明されたものである。

以下本発明を図面に基づいて説明すると、１，
１′はベーンポンプ型（ゲーテポンプモーター）
の圧縮機で冷却液２，２′を入れた収容箱３，
３′中に没入する。４，４′はベーンポンプ型の圧
縮機１，１′のロータ回転軸５と同軸で回動すべ
く、前記ベーンポンプ型の圧縮機１と並列位置に
設けたベーンポンプ型の蒸発器で、各付不凍液
６，６′を入れた収容箱７，７′の不凍液６，６′
中に没入せしめる。８，８′はベーンポンプ型の
圧縮機１，１′とベーンポンプ型の蒸発器４，
４′とに各々連通せしめた冷媒ガスの圧縮側の通
気管路である。９，９′は通気管路８の途中に連
通して設けた凝縮器である。１０，１０′は各々
ベーンポンプ型の圧縮機１，１′とベーンポンプ
型の蒸発器４，４′とに連通せしめた冷媒ガスの
膨張側の通気管路である。１１は蒸発器４′を内
蔵した収容箱７′の外側位置に設けた冷媒ガス加
熱器である。１２は冷媒ガス加熱器１１内に入れ
た熱交換用液である。１３は冷媒ガス加熱器１１
と膨張側通気管１４で連通したタービンである。
１５はタービン１３のガスの流出側（第１図にお
いて左方）に設けた吸熱器である。１６は吸熱器
１５のガス流出側（第１図において左方）に設け
た熱交換器である。１７は熱交換器１６内に入れ
た熱交換用液である。１８は蒸発器４′を没入し
た前記不凍液６′中に曲折して設けた冷媒ガスの
ガス冷却管で、ガス流出側（第１図において下端
側）は前記冷媒ガス加熱器１１と連通し、ガス流
入側（第１図において上端側）は前記熱交換器１
６と送気管１９を介して連通する。２０は圧縮機
１を没入した前記冷却液２中に曲折して設けた熱
交換用液加熱管で熱交換用液の流出側（第１図に
おいて上端側）は前記冷媒ガス加熱器１１内の熱
交換用液１２の下部と加熱送液管２１にて連通せ
しめ、熱交換用液の流入側（第１図において下端
側）は送液管２２を介して前記熱交換器１６内の
熱交換用液１７の高温側と連通せしめる。２３は
前記冷媒ガス加熱器１１内の熱交換用液１２の低
温側と前記熱交換器１６の熱交換用液１７の低温
側とを連通した送液管である。２４はロータ回転
軸５の一端に軸着したモーターである。２５，２
５′は冷凍系内に封入した冷媒ガス（フロンガス）
である。

（作用） 次に本発明の作用に就いて述べると、モーター
２４でロータ回転軸５を始動すると、ベーンポン
プ型の圧縮機１，１′のロータ２６，２６′が回転
し、ベーン２７，２７′の偏芯作用で冷媒ガス２
５，２５′を圧縮して高温高圧のガスとして凝縮
器９，９′に向かつて各々送り出し、凝縮器９で
冷却して凝縮させ高圧の冷媒液とし、ベーンポン
プ型の蒸発器４，４′中に噴入せしめると、冷媒
液はベーンポンプ型の蒸発器４，４′中で、潜熱
を吸収しながらガス化し、膨張してベーン２７，
２７′を押圧回転せしめ、ベーン２７，２７′の回
転力はロータ２８，２８′を介して回転軸５を回
動せしめながら膨張側の通気管路１０，１０′側
へ冷媒ガス２５，２５′は各々流出し、再度ベー
ンポンプ型の圧縮機１，１′中に還元して冷凍系
を形成している。又、前記の二連の冷媒系の内、
蒸発機４と圧縮機１′との各加熱、冷却温度は互
いに中央位置で連結相殺されるため通気管路１０
より圧縮機１に戻る冷媒ガスは常温近くまで加熱
されて大となるためより圧縮機１はより高熱とな
り、又、圧縮機１′は温度が低くなり略常温とす
ることが可能となる。従つて蒸発器４′はより冷
却温度は低温となる。一方、運転により温度が高
くなつた冷却液２内に没入せしめた熱交換用液加
熱管２０中で加熱された熱交換用液１２は加熱送
液管２１を通つて、冷媒ガス加熱器１１内に到達
し、冷媒ガス加熱器１１内を加熱し、熱交換後送
液管２３を通つて熱交換器１６に到達し、熱交換
器１６内の熱交換用液１７と熱交換を行なつた
後、送液管２２を通過して熱交換用液加熱管２０
に回帰する。他方、運転により冷えた不凍液６′
中に没入せしめたガス冷却管１８中に封入した冷
媒ガス２９は、ガス冷却管１８中で冷やされて液
化し、ガス冷却管１８より流出して冷媒ガス加熱
器１１に流入するが、この場合冷媒ガス加熱器１
１内は前述の加熱された高温の熱交換用液１２が
循環しているため液化している冷媒ガス２９は加
熱されて膨張気化し、膨張側通気管１４を通過し
てタービン１３内に噴入し、タービン１３を回転
させて回転力を機外に取り出した後、吸熱器１５
を通過して外部より吸熱して略常温にまで熱エネ
ルギーをとりこみ、次に熱交換器１６中に進入し
熱交換器１６中の後半部（第１図において左半
部）では、熱交換用液１２からの低温作用により
熱交換を行なつて冷やした後、送気管１９を通つ
て冷媒ガスは前記ガス冷却管１８に回帰循環す
る。

（実施例） 本発明に利用する冷媒ガス２５，２５′はフロ
ンガスが適し、冷媒ガス２９は液体窒素が適す
る。

（発明の効果） 本発明を実施するとベーンポンプ型の圧縮機及
び蒸発機を採用したクーラーにおいて、冷房運転
により当然発生する圧縮機の高熱を有効に利用
し、蒸発機で発生した低温を利用して冷却液化し
た冷媒ガスを瞬間的に加熱膨張せしめ、この膨張
力をタービンを介して転換し、回転力として有効
に機外に取出しが出来ると共に、冷媒ガスの循環
系に略常温になるまで熱エネルギーをも取入れて
出力効率を高めることが可能となる発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す一部縦断した正面図であ
る。第２図はベーンの蒸発器を示す縦断面図。第
３図はベーンポンプ型の圧縮機を示す縦断面図で
ある。 １，１′…圧縮機、２，２′…冷却液、３，３′
…収容箱、４，４′…蒸発器、５…ローター回転
軸、６，６′…不凍液、７，７′…収容箱、８，
８′…通気管路、９，９′…凝縮器、１０，１０′
…通気管路、１１…冷媒ガス加熱器、１２…熱交
換用液、１３…タービン、１４…膨張側通気管、
１５…吸熱器、１６…熱交換器、１７…熱交換用
液、１８…ガス冷却管、１９…送気管、２０…熱
交換用液加熱管、２１…加熱送液管、２２…送液
管、２３…送液管、２４…モーター、２５，２
５′…冷媒ガス、２６，２６′…ロータ、２７，２
７′…ベーン、２８，２８′…ロータ、２９…冷媒
ガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベーン型式の蒸発機、圧縮機を採用したクー
   ラーにおいて、蒸発機を没入せしめた収容箱の不
   凍液中に冷媒ガスの通過するガス冷却管を導入
   し、ガス冷却管の出口側に、冷媒ガス加熱器を設
   けて圧縮機側の高温の冷却液を導入して前記冷媒
   ガスを加熱膨張し、次に膨張した冷媒ガスをター
   ビンに導いてタービンを回転し、次に吸熱器に導
   いて略常温にまで熱を冷媒ガスに吸収し、更に熱
   交換器中に冷媒ガスを導いて出口側後半部は前記
   冷媒ガス加熱機の低温側と連通せしめて低温に下
   げてから前記ガス冷却管の入口側に回帰循環する
   冷媒ガスによる回転出力循環系を設けたことを特
   徴とするクーラーを利用した回転力転換装置。