JP2001147055A

JP2001147055A - ヒートポンプ

Info

Publication number: JP2001147055A
Application number: JP33027199A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Uchimura; 知行内村
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】熱を駆動源として用いることができ、腐食等
の問題が生じ難く、小型化、軽量化、量産化が可能で、
冷凍運転、加熱運転で共用可能なヒートポンプ及び環境
負荷の少ない水を冷媒として用いることのできるヒート
ポンプを提供すること。【解決手段】圧縮式の冷凍サイクルの圧縮機２を発生
器４で発生する冷媒蒸気によって駆動されるタービン１
によって駆動し、且つタービン１を駆動する冷媒と圧縮
機２で圧縮される冷媒とを同一の冷媒とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮式の冷凍サイク
ルを有するヒートポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、実用的に用いられているヒートポ
ンプとしては、圧縮式ヒートポンプと吸収式ヒートポン
プがある。

【０００３】吸収式のヒートポンプは、熱を直接の駆動
源とするものである。従って、蒸気、排熱、太陽熱、地
熱、化石燃料など駆動源の自由度が大きいという利点が
ある。

【０００４】しかしながら、吸収式のヒートポンプで
は、冷媒のほかに吸収溶液という作動媒体が必要であ
り、また、蒸発器のほかに吸収器、再生器、更に熱効率
を向上させようとすれば高温再生器など多数の要素が必
要となり、どうしても大型になり易い。また、吸収式ヒ
ートポンプの吸収器は、内部で吸収溶液と冷媒、冷却水
とが、熱交換と物質交換、相変化を同時に行うために構
造が複雑で小型化が困難であるという問題がある。

【０００５】また、現在用いられている吸収溶液−冷媒
の組合せとしては、臭化カリチウム−水の系統と、水−
アンモニアの系統の２通りが良く知られている。臭化カ
リチウム系の吸収液は鉄などを腐食し、アンモニア系の
冷媒は銅を腐食させることが良く知られている。従っ
て、吸収式のヒートポンプでは腐食対策が常に大きな技
術的課題となっている。

【０００６】更に、ヒートポンプを運転する場合、熱源
（被冷却側）の温度によって吸収溶液の濃度を大きく変
える必要があるため、同一の機械で冷房ヒートポンプ、
暖房ヒートポンプを兼ねる吸収式ヒートポンプは実用上
困難である。現実に、吸収式の冷温水機は冷却運転時の
みヒートポンプ運転であり、温水運転時はボイラ運転で
あるものがほとんどである。

【０００７】また、吸収式のヒートポンプは吸収溶液の
物性（晶析の条件）や、冷水、冷却水、温水などの条件
で運転時に制約が多く、また、化石燃料をエネルギー源
として考えた場合、エネルギー効率も圧縮式ヒートポン
プに較べて必ずしも高くない。

【０００８】一方、圧縮式のヒートポンプは、単一の冷
媒のみを用いるため構造が簡単で、小型であり、暖房、
冷房のヒートポンプ運転を兼ねることも容易であり、エ
ネルギー効率も良好である。特に、圧縮式の冷凍機の熱
交換器は主として蒸発器と凝縮器の二つのみで、相変化
しかしないためにプレート式熱交換器などを容易に採用
でき、小型化が容易である。また、鉄を腐食する冷媒は
少ないため、安価な鉄を容易に用いることができ、特定
の金属に注意することで腐食の対策も比較的容易であ
る。

【０００９】その一方で、圧縮式のヒートポンプは圧縮
機を駆動する必要があるため、エネルギー源に制約があ
る。現実的に圧縮式ヒートポンプのエネルギー源とされ
るのは、電力がほとんどで、一部に化石燃料が用いられ
ているだけである。電力をエネルギー源とした場合、圧
縮機は電動機で駆動される。この場合、圧縮機と電動機
を同一の缶体に密閉することができ、これにより冷媒の
漏れと外気の侵入を容易に抑えることができる。

【００１０】一方、化石燃料をエネルギー源とした場
合、圧縮機は内燃機関で駆動される。この場合、圧縮機
の駆動軸を冷媒の密閉されている缶体から外部に取り出
す必要があり、シール機構、もしくはカップリング機構
が不可欠である。これは特に高速回転する圧縮機や、大
型の圧縮機を用いている場合は困難が伴う。このため、
内燃機関を用いて駆動される圧縮式のヒートポンプで
は、小型のものや大型でも回転数の遅い復動式の圧縮機
を用いたものに限られる。

【００１１】一部に、蒸気タービンを用いて駆動される
圧縮式のヒートポンプもあるが、上記のような技術的な
障害があるため一般的ではない。また、蒸気タービンの
回転数と圧縮機の回転数、シール部の回転数を合わせる
ために増速機や減速機が必要となる。従って、蒸気、排
熱、太陽熱、地熱などのエネルギー源で駆動できるヒー
トポンプは、現実的には現状では吸収式のヒートポンプ
のみである。

【００１２】また、圧縮式のヒートポンプでは、冷媒の
問題がある。現在、圧縮式のヒートポンプで広く用いら
れているクロロフルオロカーボン等（通称フロン等）
は、環境負荷が懸念されているために近年使用が困難に
なってきている。また、代替の冷媒として注目されてい
るアンモニアは、有毒であり、特有の臭気があるため使
用に困難が伴う。

【００１３】環境負荷が小さく、入手が容易で毒性の無
い冷媒としては、例えば吸収式ヒートポンプで使用され
る水などがある。しかし、水は５℃における飽和蒸気圧
が１／１００気圧程度の極低圧の冷媒であり、圧縮式の
ヒートポンプで冷房運転を行おうとすれば、圧縮機の回
転数を相当に高くする必要がある。

【００１４】遠心式、容積式などを問わず、圧縮機は一
般に同一の性能であれば、回転数・動作周波数を高くす
ることで小型化できる。逆に、製造上の理由や容積の制
約などで圧縮機の能力を上げるには回転数、動作周波数
を大きくする必要がある。

【００１５】極低圧の冷媒を用いようとすると、一般に
圧縮機の回転数を上げないと所要の圧縮能力を得ること
ができない。例えば遠心式の圧縮機の翼の周速が圧縮機
の圧縮能力を決めるため、回転数を上げられないと圧縮
機を大型化する必要がでてくる。これには機械加工上や
スペースの制約があり、限界がある。

【００１６】圧縮機の回転数を上げようとする場合、電
動機の周波数は電源周波数で決定されてしまうため、ま
た内燃機関の回転数（特に前述のようにシール部の回転
数）に限界があるため、増速比の大きな増速機か、大型
の周波数変換器（インバータ）を用いなければならな
い。しかし、これはどちらも高価で、また、エネルギー
効率を悪化させる。但し、従来の圧縮式のヒートポンプ
であっても、電動機を用いたものなどで圧縮機の小型化
のため、増速機を用いて圧縮機の回転数を上げている例
はある。即ち、水を冷媒としようとすれば、現時点では
現実的には吸収式ヒートポンプを用いざるをえない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱を駆動源
として用いることができ、腐食等の問題が生じ難く、小
型化、軽量化、量産化が可能で、冷凍運転、加熱運転で
共用可能なヒートポンプを提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明は同時に、環境負荷の少ない
水を冷媒として用いることのできる実用的なヒートポン
プを提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、圧縮式の冷凍サイクルの圧縮
機を発生器で発生する冷媒蒸気によって駆動されるター
ビンによって駆動し、且つタービンを駆動する冷媒と圧
縮機で圧縮される冷媒とを同一の冷媒としたことを特徴
とするヒートポンプ。

【００２０】ヒートポンプに上記構成を採用することに
より、このヒートポンプサイクルでは、冷媒蒸気を発生
する発生器を適当な熱源で駆動することができる。ま
た、圧縮機はタービンで駆動されるため高回転数で設計
でき、圧縮機を大幅に小型化することができる。また、
ヒートポンプサイクルは相変化のみを用いるために、加
熱と冷却双方の用途を兼ねることができる。また、ヒー
トポンプを構成する発生器、凝縮器、蒸発器、復水器の
いずれも単一の冷媒を相変化させるだけであるので、通
常のプレート式の熱交換器を用いることができ、ヒート
ポンプの小型化が可能となる。

【００２１】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のヒートポンプにおいて、冷凍サイクルの圧縮機
で圧縮された冷媒を液化する凝縮器と、タービンを駆動
した冷媒を液化する復水器を共通としたことを特徴とす
る。

【００２２】上記のように、圧縮機側の凝縮器とタービ
ン側の復水器を共通とすることにより、タービンを駆動
した冷媒と、圧縮機で圧縮された冷媒が同一の缶胴で凝
縮されるため、タービンの出口圧力と圧縮機の出口圧力
とが等しくなり、原理的にシールが不要となる。

【００２３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載のヒートポンプにおいて、圧縮機とタービ
ンを同一の缶体に収容したことを特徴とする。

【００２４】上記のように圧縮機とタービンを同一の缶
体に収容したことにより、駆動軸には凝縮器と復水器と
の圧力差を止めるだけのシールがあれば十分であり、蒸
気タービン等で一般的なラビリンスパッキン等を容易に
採用でき、軸は高速での回転が可能であり、増速機、減
速機なしでも設計が可能となる。

【００２５】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
又は２又は３に記載のヒートポンプにおいて、圧縮機と
タービンは同一軸で連結されていることを特徴とする。

【００２６】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４のいずれか１項に記載されたヒートポンプにおい
て、冷媒を水としたことを特徴とする。

【００２７】上記のように冷媒を水とすることにより、
環境負荷の懸念が少ないヒートポンプを提供できる。

【００２８】また、請求項１乃至５のいずれか１項に記
載されたヒートポンプにおいて、タービンに代えて、容
積式の駆動機を使用することもできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るヒートポン
プの構成例を示す図である。本ヒートポンプはタービン
１と圧縮機２を同軸の駆動軸３で連結し、タービン１を
駆動する冷媒蒸気を発生する発生器４と、冷媒を蒸発さ
せる蒸発器５とを有し、両サイクルを駆動する冷媒を同
一の冷媒とし、タービン１を駆動した冷媒を凝縮する復
水器６と、圧縮機２で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器
７を別にしている。なお、８は給液ポンプ、９は補給ポ
ンプ、１０は膨張弁である。

【００３０】上記構成のヒートポンプにおいて、発生器
４は適当な熱源で駆動される。該発生器４において、冷
媒は加熱源の温度相当の圧力で蒸発し、タービン１を駆
動する。タービン１を駆動した冷媒蒸気は復水器６で凝
縮され冷媒液となって給液ポンプ８で再度発生器４に供
給される。

【００３１】一方、圧縮機２はタービン１により駆動さ
れ、蒸発器５からの冷媒蒸気を圧縮し、凝縮器７で凝縮
して冷媒液とする。該冷媒液は膨張弁１０を通って蒸発
器５に送られ、被冷却流体（若しくは熱源流体）を冷却
する。

【００３２】この場合、タービン１と圧縮機２とは同一
の缶胴に密閉することができる。なぜならば、両者を流
れる冷媒は同一であるので、漏れが生じてどちらかの流
体がどちらかに流入しても、若干のエネルギー的な損失
になるだけであり、ヒートポンプサイクルは維持される
からである。

【００３３】従って、駆動軸３には凝縮器７と復水器６
との圧力差を止めるだけのシールがあれば十分であり、
しかも、ある程度の漏れは許容できる。即ち、蒸気ター
ビンなどで一般的なラビリンスパッキン等を容易に採用
できる。従って、駆動軸３は高速回転が可能であり、増
速機、減速機無しでも設計が可能である。また、圧縮機
２はタービン１で駆動されるため高速回転で設計するこ
とができ、圧縮機２を大幅に小型化できる。

【００３４】このヒートポンプサイクルは相変化のみを
用いるため、加熱、冷却双方の用途を兼ねることができ
る。本実施形態例としては、従来のヒートポンプと同
様、被冷却／加熱側の流体を入れ替える方法と、図２に
示すように、圧縮機２の入口、出口に四方弁１４を接続
し、該四方弁１４を切り替えることにより冷媒を切り替
える方法とどちらも選ぶことができる。

【００３５】また、発生器４、凝縮器７、蒸発器５、復
水器６とも、単一の冷媒を相変化させるだけなので、通
常のプレート式熱交換器を用いることができ、小型化が
容易になる。また、本実施形態例では、復水器６と凝縮
器７が別であるので、復水器６若しくは凝縮器７で放熱
される熱を排熱として有効に利用することが可能であ
る。

【００３６】なお、本実施形態例では、タービン１側の
冷媒経路の冷媒量と圧縮機２側の冷媒経路の冷媒量に偏
りがでることを考慮して、補給ポンプ９を設けている。
但し、これはシール部の冷媒の漏れが多く、復水器６の
内圧が凝縮器７の内圧より高く、ヒートポンプが長時間
停止しない場合に必要なものである。例えば、停止中に
は内圧が等しくなるため、図３に示すように逆止弁１１
を設けておけば自然に冷媒は均等化する。

【００３７】また、復水器６の温度を凝縮器７のそれよ
りも若干低くなるように設計する（例えば、冷却水を復
水器６、凝縮器７の順で流す）ことで、圧縮機２側から
タービン１側に流入した冷媒を、発生器４の内圧を用い
て戻すことが可能である。

【００３８】図４は本発明に係るヒートポンプの他の構
成例を示す図である。本ヒートポンプでは、タービン１
を駆動した冷媒と、圧縮機２で圧縮された冷媒を一台の
凝縮器１２に導き凝縮させている。即ち、タービン１か
らの冷媒を凝縮する復水器と圧縮機２からの冷媒を凝縮
する凝縮器を一台の凝縮器１２で共用している。本ヒー
トポンプではこのように、タービン１を駆動した冷媒と
圧縮機２で圧縮された冷媒を同一の凝縮器１２で凝縮す
るため、タービン１の出口圧力が圧縮機２の出口圧力と
等しくなり、原理的にシールが不要となる。条件によっ
ては、圧縮機とタービンの風車を一体としてもよい。

【００３９】図４に示す構成のヒートポンプにおいて、
冷房と暖房を切り替える場合、図５に示すように、圧縮
機２の入口、出口に四方弁１４を接続し、該四方弁１４
を切り替えることにより冷媒を切り替えて行うことがで
きる。なお、図５において、１５は冷房時冷媒戻し弁、
１６は暖房時冷媒戻し弁である。

【００４０】図６は本発明に係るヒートポンプの構成例
を示す図である。本ヒートポンプではタービン１を駆動
した冷媒と圧縮機２で圧縮された冷媒を同一の凝縮器１
２で凝縮するように構成している点は、図４のヒートポ
ンプと同一である。本ヒートポンプが図４に示すヒート
ポンプと異なる点は、発生器１３としてボイラを用い、
冷媒に水を用いる点である。

【００４１】従来、水の如く低圧の冷媒を用いるように
すれば、圧縮機２の軸の回転数が決まっている限り、大
型の圧縮機が必要となり、また駆動軸にかかるトルクも
大きくなるため実用的ではなかった。この場合、水を冷
媒に用いることで圧縮機２の回転数を高くする必要があ
るが、圧縮機２がタービン１で駆動されるために高回転
数で駆動でき、水を冷媒に用いることが可能となる。

【００４２】図６に示す構成のヒートポンプにおいて、
冷房と暖房を切り替える場合、図７に示すように、圧縮
機２の入口、出口に四方弁１４を接続し、該四方弁１４
を切り替えることにより冷媒を切り替えて行うことがで
きる。この場合、凝縮器１２に通常の冷却水を通水する
と凍結してしまうため、特に熱源を用意するか、不凍液
を流すか、凝縮器に空冷化した凝縮器１２’を用いる。

【００４３】図８は本発明に係るヒートポンプに用いる
タービンと圧縮機を同一の缶胴に密閉したタービン・圧
縮機の構造を示す図である。本タービン・圧縮機は同一
の缶胴２１内に駆動軸２２で連結されたタービン風車２
４と圧縮機風車２３が配置され、該駆動軸２２の両端は
軸受２５、２５で回転自在に支持されている。また、缶
胴２１には圧縮機入口２６と圧縮機出口２７が設けら
れ、タービン入口２８とタービン出口２９が設けられて
いる。

【００４４】タービン入口２８に供給された冷媒蒸気は
タービン風車２４を回転駆動し、タービン出口２９から
凝縮器に送られる。また、圧縮機入口２６から流入した
冷媒蒸気はタービン風車２４で駆動される圧縮機風車２
３で圧縮され、凝縮器７又は１２に送られる。

【００４５】図９は本発明に係るヒートポンプ（図７に
示す構成のヒートポンプ）の熱源に太陽光ＳＬを用いる
場合の構成例を示す。図９において、１７は太陽熱集熱
器であり、該太陽熱集熱器１７で給液ポンプ８から送ら
れてきた冷媒を加熱／気化させ、その蒸気でタービン１
を駆動している。太陽熱のように変動の激しい熱源を用
いるため、曇天や夜間でも運転できるよう補助発生器
（例えばボイラ）１３’を用いている。また、１８は第
１気液分離器、１９は第２気液分離器、２０は未蒸発冷
媒戻し弁である。

【００４６】第１気液分離器は、太陽熱集熱器１７から
出てくる冷媒蒸気と、未蒸発の冷媒とを分離し、未蒸発
の冷媒を補助発生器１３’へ送っている。補助発生器１
３’は未蒸発の冷媒を加熱し、気化させる。発生した冷
媒蒸気は第２気液分離器１９で未蒸発の冷媒と分離さ
れ、タービンに送られる。未蒸発の冷媒は未蒸発冷媒戻
し弁２０を通して給液ポンプ８の入口側に戻される。

【００４７】第１気液分離器１８は第２気液分離器１９
よりも高い位置とし、液圧で冷媒が補助発生器１３’を
循環するようにするのがよい。夜間等太陽熱集熱器１７
が動作しない場合は、給液ポンプ８で送られた冷媒は太
陽熱集熱器１７を素通りし、補助発生器１３’で気化さ
れる。

【００４８】尚、上記構成のヒートポンプにおいて、暖
房ヒートポンプ運転を行う場合は、低温の熱源（排ガス
等）がある場合や、空冷の場合であって、水冷の凝縮器
を用いる場合には河川水を熱源にしたり、ヒーティング
タワー等を用いるなどの工夫が必用となる。

【００４９】暖房ヒートポンプ運転のできる冷凍機の冷
媒回路としては、上記のように四方弁１４を用いて圧縮
機２の入口と出口を切り替えるだけでよいが、実際に
は、冷媒量調整用のクッションタンク、双方向膨張弁、
逆止弁等を用いる切替回路、霜取りの機構／回路／制御
等が必要となるが、上記ヒートポンプの構成例を示す図
ではこのような冷暖房併用型の冷凍機では一般的な機器
については図示を省略している。本来はエコノマイザ
ー、アキュムレーター（気液分離器）、冷媒ドライヤー
等の機器が冷凍回路には必要になるが、このような一般
的な冷凍機の構成は、本発明に係るヒートポンプの構成
を示す図から全て省略している。

【００５０】タービン１の駆動に使用された冷媒を凝縮
する凝縮器（復水器）と圧縮機２で圧縮された冷媒を凝
縮する凝縮器に同一の凝縮器１２を用い共通とした場
合、発生器側回路の冷媒をどこから給液するかが問題と
なる。冷房のみであれば凝縮器１２の下部から給液すれ
ばよいが、冷暖房併用であると、暖房運転時には該当す
る配管には膨張弁１０を通って冷媒蒸気の混じった冷媒
液が通るため、これを直接給液ポンプ８が吸込むとポン
プがキャビテーションを起こし破損する恐れがある。そ
の対応策として、図１０乃至図１３に４例を示す。

【００５１】図１０は冷暖房の切り替えに合わせて、冷
媒の戻し弁を別に（冷房時冷媒戻し弁１５、暖房時冷媒
戻し弁１６）設けた場合の構成例であり、冷暖房の切り
替えに応じて、冷房時冷媒戻し弁１５と暖房時冷媒戻し
弁１６を開閉する。

【００５２】図１１は逆止弁３０、３１を用いて、膨張
弁１０の高圧側から給液できるようにした構成例であ
る。実際には双方向の膨張弁を用いない場合、逆止弁で
膨張弁を切り替える回路があるので、それと組合せても
よい。

【００５３】図１２は気液分離器３２を用いて、給液ポ
ンプ８の冷媒蒸気の吸込みを防止するようにした構成例
である。

【００５４】図１３は凝縮器１２が気液分離機能を有す
る場合の構成例を示し、凝縮器１２がシェルアンドチュ
ーブ型の熱交換器であると、凝縮器１２が気液分離器と
なるので、凝縮器１２の下部から冷媒液を給液ポンプ８
に給液すればよい。但し、凝縮器１２にプレート型熱交
換器を用いた場合は困難である。なお、図１０乃至図１
３中の矢印はいずれも暖房時の冷媒の流れを示す。

【００５５】

【発明の効果】以上、説明したように、各請求項に記載
の発明によれば、圧縮機をタービンによって駆動し、且
つタービンを駆動する冷媒と圧縮機で圧縮される冷媒と
を同一の冷媒としたので、下記のような優れた効果が期
待できる。

【００５６】冷媒蒸気を発生する発生器を適当な熱源
で駆動することができる。

【００５７】圧縮機はタービンで駆動されるため高回
転数で設計でき、圧縮機を大幅に小型化することができ
る。

【００５８】ヒートポンプサイクルは相変化のみを用
いるために、加熱と冷却双方の用途を兼ねることができ
る。

【００５９】ヒートポンプを構成する発生器、凝縮
器、蒸発器、復水器のいずれも単一の冷媒を相変化させ
るだけであるので、通常のプレート式の熱交換器を用い
ることができ、ヒートポンプの小型化が可能となる。

【００６０】請求項２に記載の発明によれば、圧縮機側
の凝縮器とタービン側の復水器を共通とすることによ
り、タービンを駆動した冷媒と、圧縮機で圧縮された冷
媒が同一の缶胴で凝縮されるため、タービンの出口圧力
と圧縮機の出口圧力とが等しくなり、原理的にシールが
不要となる。

【００６１】請求項３に記載の発明によれば、圧縮機と
タービンを同一の缶体に収容したことにより、駆動軸に
は凝縮器と復水器との圧力差を止めるだけのシールがあ
れば十分であり、蒸気タービン等で一般的なラビリンス
パッキン等を容易に採用でき、軸は高速での回転が可能
であり、増速機、減速機なしでも設計が可能となる。

【００６２】請求項４に記載の発明によれば、冷媒を水
とすることにより、環境負荷の懸念が少ないヒートポン
プを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図２】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図３】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図４】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図５】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図６】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図７】本発明に係るヒートポンプの構成例を示す図で
ある。

【図８】本発明に係るヒートポンプに用いるタービン・
圧縮機の構造を示す図である。

【図９】本発明に係るヒートポンプの熱源に太陽熱集熱
器を用いた場合の構成例を示す図である。

【図１０】本発明に係るヒートポンプにおける給液ポン
プのキャビテーション防止策構成例を示す図である。

【図１１】本発明に係るヒートポンプにおける給液ポン
プのキャビテーション防止策構成例を示す図である。

【図１２】本発明に係るヒートポンプにおける給液ポン
プのキャビテーション防止策構成例を示す図である。

【図１３】本発明に係るヒートポンプにおける給液ポン
プのキャビテーション防止策構成例を示す図である。

【符号の説明】

１タービン２圧縮機３駆動軸４発生器５蒸発器５’ 空冷式の蒸発器６復水器７凝縮器８給液ポンプ９補給ポンプ１０膨張弁１１逆止弁１２凝縮器１２’ 空冷式の凝縮器１３発生器１４四方弁１５冷房時冷媒戻し弁１６暖房時冷媒戻し弁１７太陽熱集熱器１８第１気液分離器１９第２気液分離器２０未蒸発冷媒戻し弁２１缶胴２２駆動軸２３圧縮機風車２４タービン風車２５軸受２６圧縮機入口２７圧縮機出口２８タービン入口２９タービン出口３０逆止弁３１逆止弁３２気液分離器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮式の冷凍サイクルの圧縮機を発生器
で発生する冷媒蒸気によって駆動されるタービンによっ
て駆動し、且つ前記タービンを駆動する冷媒と前記圧縮
機で圧縮される冷媒とを同一の冷媒としたことを特徴と
するヒートポンプ。
【請求項２】請求項１に記載のヒートポンプにおい
て、前記冷凍サイクルの圧縮機で圧縮された冷媒を液化する
凝縮器と、前記タービンを駆動した冷媒を液化する復水
器を共通としたことを特徴とするヒートポンプ。
【請求項３】請求項１又は２に記載のヒートポンプに
おいて、前記圧縮機とタービンを同一の缶体に収容したことを特
徴とするヒートポンプ。
【請求項４】請求項１又は２又は３に記載のヒートポ
ンプにおいて、前記圧縮機とタービンは同一軸で連結されていることを
特徴とするヒートポンプ。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載さ
れたヒートポンプにおいて、前記冷媒を水としたことを特徴とするヒートポンプ。