JP2009519428A - ヒートポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒートポンプが、第1区域(2a)と第2区域(2b)と第1、第2区域の間を可逆的に変位可能な作動媒体とを備えた多数の中空要素(2)を有する。作動媒体と区域(2a、2b)のいずれか1つとの協動の平衡が熱力学的状態変量に依存している。積重ね体状に配置され、かつ第1、第2区域を備えた少なくとも1つの中空要素(2)をそれぞれに含む多数のプレート要素(1)を設け、プレート要素(1)の間に配置され、かつ第1区域(2a)と熱交換するために第1流体を流通させる多数の第1種類の貫流領域(4)を設け、プレート要素(1)の間に配置され、かつ第2区域(2b)と熱交換するために第2流体を流通させる多数の第2種類の貫流領域(5)を設ける。第1流体と第2流体が相互に分離されている。プレート要素(1)のそれぞれ末端側に配置され、少なくとも第1種類の貫流領域(4)による第1流体の分配に割り当てられ、かつそれぞれ1つの固定中空シリンダとこの中空シリンダ内で回転可能な挿入分配器(7a、8a)を有する少なくとも2つの分配装置(7、8)を含む。挿入分配器(7a、8a)が隔壁(7b、8b)を有し、これらの隔壁が各シリンダ内で少なくとも4つ、好ましくは少なくとも6つ、特別好ましくは少なくとも8つの分離された室(11)を分離し、少なくとも1つの貫流領域(4)を含む流路が各室(11)によって規定されている。
【選択図】図1
Description
スタート時点に、選択された収着プレート(中空空間2)は最高温度にある。図8の図においてこれは流路「1」の、流れ方向で最後の収着プレートもしくは最後の中空空間2である。プレート要素は関連した合計7つの中空空間2を有し、そのうち図8の略図には3つの中空空間が示唆してあるだけである。
Claims (31)
- ヒートポンプであって、
第1区域(2a)と第2区域(2b)と第1、第2区域の間を可逆的に変位可能な作動媒体とを備えた多数の中空要素(2)とを有し、作動媒体と区域(2a、2b)のいずれか1つとの協動の平衡が熱力学的状態変量に依存しており、
積重ね体状に配置され、かつ第1、第2区域を備えた少なくとも1つの中空要素(2)をそれぞれに含む多数のプレート要素(1)を有し、
プレート要素(1)の間に配置され、かつ第1区域(2a)と熱交換するために第1流体を流通させる多数の第1種類の貫流領域(4)を有し、
プレート要素(1)の間に配置され、かつ第2区域(2b)と熱交換するために第2流体を流通させる多数の第2種類の貫流領域(5)を有し、第1流体と第2流体が相互に分離されており、
プレート要素(1)のそれぞれ末端側に配置され、少なくとも第1種類の貫流領域(4)による第1流体の分配に割り当てられ、かつそれぞれ1つの固定中空シリンダとこの中空シリンダ内で回転可能な挿入分配器(7a、8a)を有する少なくとも2つの分配装置(7、8)を含むヒートポンプにおいて、
挿入分配器(7a、8a)が隔壁(7b、8b)を有し、これらの隔壁が各シリンダ内で少なくとも4つ、好ましくは少なくとも6つ、特別好ましくは少なくとも8つの分離された室(11)を分離し、少なくとも1つの貫流領域(4)を含む流路が各室(11)によって規定されていることを特徴とするヒートポンプ。 - ヒートポンプが吸着式ヒートポンプであり、作動媒体が第1区域(2a)内で吸着可能、脱着可能、また第2区域(2b)内で蒸発可能、凝縮可能であることを特徴とする、請求項1記載のヒートポンプ。
- 作動媒体が少なくとも第1区域(2a)内で可逆的に化学吸着可能であることを特徴とする、請求項1記載のヒートポンプ。
- 流路が少なくとも2つの隣接する流路の第1群と少なくとも2つの隣接する流路の第2群とを有し、第1群の流路がすべて第1方向で流通させ、第2群の流路がすべてこれとは逆方向に流通させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- プレート要素(1)が多数の平行な扁平管(2)を含み、各扁平管(2)が第1、第2区域を備えた中空要素を形成することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 扁平管(2)が相互に密閉分離されていることを特徴とする、請求項5記載のヒートポンプ。
- 2つのプレート要素(1)の間に1つの中空プレート(4、5)が配置されており、中空プレートの中空空間が貫流領域の1つに割り当てられており、中空プレート(4、5)が、特に蝋付、接着または固定の群の1つで、隣接プレート要素(1)と平面的に熱結合されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 2つのプレート要素(1)の間に、第1種類の貫流領域を形成する第1種類の1つの中空プレート(4)と、第1種類の中空プレートから実質的に熱分離されて第2種類の貫流領域を形成する第2種類の中空プレート(5)が配置されていることを特徴とする、請求項7記載のヒートポンプ。
- 第1、第2種類の中空プレート(4、5)が異なる厚さを有し、特に一方の種類の中空プレート(4、5)が液状流体用、他方の種類の中空プレート(4、5)が気状流体用に寸法設計されていることを特徴とする、請求項8記載のヒートポンプ。
- プレート要素(1)のそれぞれ末端側に配置され、かつ第2種類の貫流領域による第2流体の分配に割り当てられた少なくとも2つの分配装置(9、10)が、それぞれ1つの固定中空シリンダとこの中空シリンダ内で回転可能な挿入分配器(9a、10a)とを備えて設けられていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 第2流体用分配装置(9、10)の挿入分配器(109a、110a、209a)が渦巻状に成形された隔壁を有し、これらの隔壁は特にシリンダの少なくとも1つにおいて少なくとも3つの分離された螺旋状室を分離し、少なくとも1つの第2種類の貫流領域を含む流路が各室によって規定されていることを特徴とする、請求項10記載のヒートポンプ。
- 渦巻状に成形された隔壁(7b、8b)が旗片(7d、8d)を有し、この旗片によって少なくとも1つの流路の一時的閉鎖を引き起こすことができることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 挿入分配器(7a、8a)が、半径方向穴(18)を備えた接続領域(16、17)を有し、それぞれ1つの室(11)と一直線に並んだ穴(18)を介して室(11)の流体交換が行われることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 複数の室(11)の流体交換が相応する数の穴(18)を介して多部分構成の接続空間(19)内に行われ、この接続空間がシリンダを少なくとも部分的に取り囲むことを特徴とする、請求項13記載のヒートポンプ。
- 第1シリンダ(7)の接続空間(19)が、相互に分離された多数の通路(20)を介して第2シリンダ(8)の接続空間と結合されていることを特徴とする、請求項14記載のヒートポンプ。
- 挿入分配器(7a、8a、9a、10a)のそれぞれが別の挿入分配器(7a、8a、9a、10a)に対して同期駆動可能に回転可能であることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 第2流体(9、10)の分配装置が、分配サイクルの位相位置に関して第1流体(7、8)の分配装置に対して調整可能に変更可能であることを特徴とする、請求項16記載のヒートポンプ。
- 少なくとも1つの螺旋状室(11)のピッチがシリンダの長さにわたって一定でないことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 相互に密閉分離された複数の中空要素(2)が設けられており、中空要素(2)の少なくとも2つが異なる作動媒体を有することを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 少なくとも大多数の事例において第1流体の流路が第2流体の隣接流路とは逆向きであることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 挿入分配器(7a、8a)の隔壁(7b、8b)は、分離された室(11)が螺旋状となるように渦巻状に成形されていることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 挿入分配器(507a)の隔壁(507b)が挿入分配器(507a)の長さにわたって実質直線的に延びていることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 中空シリンダ(507c)が多数の穴(512)を有し、軸線方向で続く穴(512)が互いにそれぞれ或る角度だけずらして配置されていることを特徴とする、請求項22記載のヒートポンプ。
- 挿入分配器(507a)を取り囲む中空シリンダが内壁体(507c)と外壁体(507e)とを有し、両方の壁体(507c、507e)の間に、軸線方向で相前後して配置される複数の環状室(507g)が形成されていることを特徴とする、請求項22または23記載のヒートポンプ。
- 環状室(507g)が、軸線方向で積重ね可能な環状室モジュール(530)として形成されていることを特徴とする、請求項24記載のヒートポンプ。
- 第2流体用分配装置(309、310)が設けられており、第2流体が分配装置(309、310)によって複数の流路(A、B、C、D)を介して第2種類の貫流領域内を誘導されることを特徴とする、請求項1〜25のいずれか1項記載のヒートポンプ。
- 流路(B、D)の1つが、第2流体の残りの流路から分離された密閉ループ(B、D、330)を形成することを特徴とする、請求項26記載のヒートポンプ。
- 密閉流路(B、D、330)が積重ね方向で隣接流路(A、B)よりも小さな幅を有し、密閉流路が特に中間温度蒸発部および/または中間温度凝縮部へと案内されていることを特徴とする、請求項27記載のヒートポンプ。
- 密閉流路が、流体を移送するためのポンプ部材(331)を含むことを特徴とする、請求項27または28記載のヒートポンプ。
- ヒートポンプであって、
第1区域(2a)と第2区域(2b)と第1、第2区域の間を可逆的に変位可能な作動媒体とを備えた多数の中空要素(2)とを有し、作動媒体と区域(2a、2b)のいずれか1つとの協動の平衡が熱力学的状態変量に依存しており、
積重ね体状に配置され、かつ第1、第2区域を備えた少なくとも1つの中空要素(2)をそれぞれに含む多数のプレート要素(1)を有し、
プレート要素(1)の間に配置され、かつ第1区域(2a)と熱交換するために第1流体を流通させる多数の第1種類の貫流領域(4)を有し、
プレート要素(1)の間に配置され、かつ第2区域(2b)と熱交換するために第2流体を流通させる多数の第2種類の貫流領域(5)を有し、第1流体と第2流体が相互に分離されており、
プレート要素(1)のそれぞれ末端側に配置され、少なくとも第1種類の貫流領域(4)による第1流体の分配に割り当てられ、それぞれ1つの固定中空シリンダとこの中空シリンダ内で回転可能な挿入分配器(7a、8a)を有する少なくとも2つの分配装置(7、8)を含むヒートポンプにおいて、
挿入分配器(7a、8a)が、渦巻状に成形された隔壁(7b、8b)を有し、これらの隔壁が各シリンダ内で少なくとも4つ、好ましくは少なくとも6つ、特別好ましくは少なくとも8つの分離された螺旋状室(11)を分離し、少なくとも1つの貫流領域(4)を含む流路が各室(11)によって規定されていることを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項2〜29のいずれか1項または複数項の特徴を含む、請求項30記載のヒートポンプ。
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