JP2011038489A - Method and device for recovering energy from artificial wind generated by artificial wind power generator - Google Patents

Method and device for recovering energy from artificial wind generated by artificial wind power generator Download PDF

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勝 眞田
Masanobu Kadomatsu
正信 門松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for recovering energy from exhaust air discharged from an artificial wind generator with high efficiency without limiting the drive source of the artificial wind generator and without decreasing the coefficient of performance of the artificial wind generator. <P>SOLUTION: This device for recovering the energy from the artificial wind generated by the artificial wind generator is provided with: the artificial wind generator generating an air flow; a wind mill having a rotating shaft attached with a rotating blade and providing rotational force by the air flow; and a recovery means recovering the energy generated by the rotation of the rotating shaft. The wind mill is a lift type windmill providing the rotational force by lift. An opened portion where the blowing side of the air flow from the artificial wind generator is opened is formed, and the lift type windmill is disposed in the opened portion. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は人工風発生装置の排気からエネルギーを回収する方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for recovering energy from the exhaust of an artificial wind generator.

従来より、ヒートポンプに使用される空気熱交換器、食品用冷蔵庫などで使用されるエバコン、冷却塔など、人工風を発生する人工風発生装置が多く用いられている。   Conventionally, artificial wind generators that generate artificial wind, such as air heat exchangers used in heat pumps, evaporators used in food refrigerators, cooling towers, and the like, have been widely used.

人工風発生装置の1つであるヒートポンプに使用される空気熱交換器について説明する。
ビルなどの熱源装置の1つとして、ヒートポンプが用いられている。
図6は従来のヒートポンプの一形態を示す概略図であり、暖房時の運転形態を示している。
ヒートポンプ30は、冷媒を圧縮する圧縮機32、冷房サイクルと暖房サイクルを切り換える四方弁34、冷媒と水を熱交換して水を加温又は冷却する水熱交換器36、膨張弁38、及び外気から熱を奪う又は外気に放熱する空気熱交換器40を備え、これらが配管42に接続されて構成されている。
水熱交換器36には、水の導入管44が設けられており、該導入管44を通じて水熱交換器36に水を導入可能としている。
The air heat exchanger used for the heat pump which is one of the artificial wind generators will be described.
A heat pump is used as one of heat source devices such as buildings.
FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of a conventional heat pump, and shows an operation mode during heating.
The heat pump 30 includes a compressor 32 that compresses refrigerant, a four-way valve 34 that switches between a cooling cycle and a heating cycle, a water heat exchanger 36 that heats or cools water by exchanging heat between the refrigerant and water, an expansion valve 38, and outside air An air heat exchanger 40 that takes heat away from the air or dissipates heat to the outside air is provided, and these are connected to a pipe 42.
The water heat exchanger 36 is provided with a water introduction pipe 44, and water can be introduced into the water heat exchanger 36 through the introduction pipe 44.

このような構成のヒートポンプ30の暖房時の運転について説明する。圧縮機32によって圧縮されて高温高圧の気体となったフロン、アンモニアなどの冷媒は、四方弁34を通って水熱交換器36に導かれる。水熱交換器36に導かれた前記冷媒は、導入管44を通じて水熱交換器36に導入された水と熱交換することにより熱を失って高圧の液体に変化する。
このとき、導入管44を通じて水熱交換器36に導入された水は、水熱交換器36で前記高温高圧の気体となった冷媒と熱交換することで温水となって、暖房に利用される。
An operation during heating of the heat pump 30 having such a configuration will be described. Refrigerants such as Freon and ammonia that have been compressed by the compressor 32 into high-temperature and high-pressure gas are guided to the water heat exchanger 36 through the four-way valve 34. The refrigerant guided to the water heat exchanger 36 loses heat and changes into a high-pressure liquid by exchanging heat with water introduced into the water heat exchanger 36 through the introduction pipe 44.
At this time, the water introduced into the water heat exchanger 36 through the introduction pipe 44 becomes hot water by exchanging heat with the refrigerant that has become the high-temperature and high-pressure gas in the water heat exchanger 36 and is used for heating. .

水熱交換器36で熱を失って高圧の液体に変化した冷媒は、膨張弁38に導かれ、膨張弁38で減圧されて低圧の液体に変化する。   The refrigerant that has lost heat in the water heat exchanger 36 and has changed to a high-pressure liquid is guided to the expansion valve 38, and is decompressed by the expansion valve 38 to be changed to a low-pressure liquid.

膨張弁38で低圧の液体に変化した冷媒は、空気熱交換器40に導かれる。空気熱交換器40に導かれた低圧の液体の冷媒は、外気から熱を奪って蒸発し、気体に変化する。このとき、熱を奪われた前記外気は送風機41により大気に排気として排出される。   The refrigerant changed to a low-pressure liquid by the expansion valve 38 is guided to the air heat exchanger 40. The low-pressure liquid refrigerant guided to the air heat exchanger 40 evaporates by taking heat from the outside air, and changes into a gas. At this time, the outside air deprived of heat is exhausted to the atmosphere by the blower 41 as exhaust.

空気熱交換器40で気体に変化した冷媒は、四方弁34を通って圧縮機32に戻されて、圧縮機32で再び圧縮される。   The refrigerant changed to gas in the air heat exchanger 40 is returned to the compressor 32 through the four-way valve 34, and is compressed again by the compressor 32.

次に図6に示したヒートポンプ30の冷房時の運転について説明する。冷房時には、四方弁34が切り替わり、圧縮機32により圧縮された冷媒が、四方弁34を通って空気熱交換器40に導かれ、外気に放熱し、高圧の液体に変化する。このとき、放熱された前記外気は送風機41により大気に排気として排出される。   Next, the operation at the time of cooling of the heat pump 30 shown in FIG. 6 will be described. At the time of cooling, the four-way valve 34 is switched, and the refrigerant compressed by the compressor 32 is guided to the air heat exchanger 40 through the four-way valve 34, dissipates heat to the outside air, and changes to a high-pressure liquid. At this time, the radiated outside air is exhausted to the atmosphere by the blower 41 as exhaust.

空気熱交換器40で外気に放熱して高圧の液体に変化した冷媒は、膨張弁38に導かれ、膨張弁38で減圧されて低圧の液体に変化する。   The refrigerant that has radiated heat to the outside air by the air heat exchanger 40 and changed to a high-pressure liquid is guided to the expansion valve 38, and is decompressed by the expansion valve 38 to be changed to a low-pressure liquid.

膨張弁38で低圧の液体に変化した冷媒は、水熱交換器36に導かれる。水熱交換器36に導かれた低圧の液体の冷媒は、導入管44を通じて水熱交換器36に導入された水と熱交換して該水を冷却して低圧の気体となり、四方弁34を通って圧縮機32に戻されて再び圧縮される。
このとき、導入管44を通じて水熱交換器36に導入された水は、水熱交換器36で前記低圧の液体となった冷媒と熱交換することで冷水となって、冷房に利用される。
The refrigerant that has been changed to a low-pressure liquid by the expansion valve 38 is guided to the water heat exchanger 36. The low-pressure liquid refrigerant guided to the water heat exchanger 36 exchanges heat with water introduced into the water heat exchanger 36 through the introduction pipe 44 to cool the water into a low-pressure gas. It is returned to the compressor 32 and compressed again.
At this time, the water introduced into the water heat exchanger 36 through the introduction pipe 44 becomes cold water by exchanging heat with the refrigerant that has become the low-pressure liquid in the water heat exchanger 36 and is used for cooling.

図6に示したようなヒートポンプにおいては、空気熱交換器40からは、暖房時には冷媒に熱を奪われた外気が、冷房時には冷媒に放熱された外気が排気として排出されている。特に、大容量のヒートポンプ装置においては空気熱交換器の小型化・効率向上をはかるために大風量を空気熱交換器を通過させている。送風機の形式によって異なるが、例えば送風機41が1000φ〜2000φの軸流送風機の場合には、送風機出口部の排気筒よりの平均風速は8m/sec〜15m/secに達する。この風速は、人工的に作られた風を使って風車発電をするために適当な風速である。またこの空気熱交換器の送風機を駆動するために投入される電力は、ヒートポンプ装置の総入力の8〜15%程度にもなるものであり、この排気空気から送風機の性能・効率を落とすことなく電力の回収ができれば、総合的にヒートポンプの効率(成績係数)を向上させることが可能であると考えられる。   In the heat pump as shown in FIG. 6, the air heat exchanger 40 discharges the outside air that has been deprived of heat by the refrigerant during heating, and the outside air that has radiated heat to the refrigerant during cooling. In particular, in a large-capacity heat pump device, a large amount of air is passed through the air heat exchanger in order to reduce the size and improve the efficiency of the air heat exchanger. Although depending on the type of the blower, for example, when the blower 41 is an axial flow blower of 1000φ to 2000φ, the average wind speed from the exhaust pipe at the blower outlet reaches 8 m / sec to 15 m / sec. This wind speed is an appropriate wind speed for generating windmill power using artificially generated wind. In addition, the electric power input to drive the air heat exchanger blower is about 8 to 15% of the total input of the heat pump device, and without reducing the performance and efficiency of the blower from this exhaust air. If the power can be recovered, it is considered that the efficiency (coefficient of performance) of the heat pump can be improved comprehensively.

しかし、従来までヒートポンプを構成する空気熱交換器から排出される排気の有効活用はなされておらず、排気の持つエネルギーの有効活用が十分にできているとはいえなかった。   However, the exhaust gas exhausted from the air heat exchanger constituting the heat pump has not been effectively used so far, and it cannot be said that the energy of the exhaust gas is sufficiently utilized.

また、ヒートポンプを構成する空気熱交換器から排出される排気と同様に、エバコン、冷却塔等、その他の人工風を発生しうる人工風発生装置についても、排気の持つエネルギーの有効活用が十分にできているとはいえない状況である。   In addition, as with the exhaust discharged from the air heat exchanger that constitutes the heat pump, the artificial wind generators that can generate other artificial winds, such as an evaporator and a cooling tower, can sufficiently utilize the energy of the exhaust. It is a situation that cannot be said to be made.

人工風発生装置の一つである空気熱交換器から排出される排気の持つエネルギーを活用している例としては、例えば特許文献1の段落〔0010〕に、風力発電ユニットを備え、この風力発電ユニットの出力を圧縮機駆動用または室外ファン駆動用のインバータに供給する構成とした空気調和機に関するものであり、室外ファンの運転により熱交換器を通して送風口より上方に吹き出された空気を前記風力発電ユニットを駆動するための風力として活用する技術が開示されている。   As an example of utilizing the energy of exhaust discharged from an air heat exchanger that is one of artificial wind generators, for example, paragraph [0010] of Patent Document 1 includes a wind power generation unit, and this wind power generation The present invention relates to an air conditioner configured to supply an output of a unit to an inverter for driving a compressor or an outdoor fan, and the air blown upward from the air blowing port through the heat exchanger by the operation of the outdoor fan A technique to be used as wind power for driving a power generation unit is disclosed.

特開2005−214496号公報JP 2005-21496 A

しかしながら、特許文献1に開示された技術は、風力発電ユニットを備え、風力発電ユニットの出力を圧縮機駆動用または室外ファン駆動用のインバータに供給する構成である。そのため、風力発電ユニットの出力を圧縮機駆動用または室外ファン駆動用のインバータに供給しない構成のヒートポンプの空気熱交換器から排出される空気を有効活用するためには適用できない。つまり、ヒートポンプの駆動源が限定されるため適用範囲が狭いという課題がある。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 includes a wind power generation unit and supplies the output of the wind power generation unit to an inverter for driving a compressor or driving an outdoor fan. Therefore, it cannot be applied to effectively use the air discharged from the air heat exchanger of the heat pump that does not supply the output of the wind power generation unit to the compressor driving or outdoor fan driving inverter. That is, since the drive source of the heat pump is limited, there is a problem that the application range is narrow.

さらに、特許文献1に開示された技術においては、風力発電ユニットを構成する風車がナセル型であって受風方向が水平であるのに対し、前記熱交換器を通して送風口より上方に吹き出された空気はナセル型の風車に斜め下方より送風されている。つまり、風力発電ユニットを構成する風車の受風方向と、前記熱交換器を通して送風口より送風された空気の送風方向とが異なるため、熱交換器を通して送風口より送風された空気の風車の駆動に寄与する効果が非常に小さいという課題がある。   Furthermore, in the technique disclosed in Patent Document 1, the wind turbine constituting the wind power generation unit is a nacelle type and the wind receiving direction is horizontal, whereas the wind turbine is blown out from the air outlet through the heat exchanger. Air is blown to the nacelle-type windmill obliquely from below. That is, since the wind receiving direction of the wind turbine constituting the wind power generation unit is different from the air blowing direction of the air blown from the air blowing port through the heat exchanger, the driving of the wind turbine of air blown from the air blowing port through the heat exchanger There is a problem that the effect of contributing to is very small.

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、人工風発生装置の駆動源が限定されることなく、人工風発生装置の性能・効率を低下させることなく、人工風発生装置より排出される排気から高効率でエネルギーを回収する方法、及び装置を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention is not limited to the drive source of the artificial wind generator, and exhaust exhausted from the artificial wind generator without reducing the performance and efficiency of the artificial wind generator. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recovering energy with high efficiency.

上記課題を解決するため本発明においては、気流を発生させる人工風発生装置と、回転軸に回転翼が取り付けられ前記気流によって回転力を得る風車と、前記回転軸の回転によるエネルギーを回収する回収手段とを備えた人工風発生装置により発生した人工風からエネルギーを回収する装置において、前記風車は揚力で回転力を得る揚力型風車であり、前記人工風発生装置からの気流の送風側を開放した開放部を設け、前記揚力型風車を前記開放部に配置したことを特徴とする。
ここで、前記人工風発生装置とは、人工的に気流を発生する装置のことをいい、例えばヒートポンプに使用される空気熱交換器、食品用冷蔵庫などで使用されるエバコン、冷却塔、車両用トンネルの排気口などを挙げることができる。
また、前記揚力型風車としては、ダリウス型風車、直線ダリウス型風車、ジャイロミル型風車、クロスフロー型風車、プロペラ型風車などを挙げることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an artificial wind generator that generates an air flow, a wind turbine that has rotating blades attached to a rotating shaft and obtains rotational force by the air flow, and a recovery that recovers energy from the rotation of the rotating shaft In the device for recovering energy from the artificial wind generated by the artificial wind generator provided with the means, the windmill is a lift type windmill that obtains rotational force by lift, and opens the airflow side of the airflow from the artificial wind generator An open portion is provided, and the lift type wind turbine is disposed in the open portion.
Here, the artificial wind generating device means a device that artificially generates an air flow, for example, an air heat exchanger used in a heat pump, an evaporator used in a food refrigerator, a cooling tower, a vehicle For example, tunnel exhaust.
Examples of the lift type windmill include a Darius type windmill, a straight Darius type windmill, a gyromill type windmill, a cross flow type windmill, and a propeller type windmill.

これにより、人工風発生装置より発生する気流によって前記風車を駆動させ、該風車の駆動によるエネルギーを前記回収手段によって回収することで、前記人工風発生装置から排出する気流の持つエネルギーを回収することができる。
なお、前記回収手段としては風車の回転軸の回転によって駆動する発電機を挙げることができ、回収手段が発電機である場合には人工風発生装置から排出する気流の持つエネルギーを電力として回収する。
Thereby, the energy of the airflow discharged from the artificial wind generator is recovered by driving the windmill with the airflow generated by the artificial wind generator and recovering the energy generated by driving the windmill by the recovery means. Can do.
In addition, the said recovery means can mention the generator driven by rotation of the rotating shaft of a windmill, and when a recovery means is a generator, the energy which the airflow discharged | emitted from an artificial wind generator recovers as electric power. .

また、前記風車は揚力で回転力を得る揚力型風車とし、前記人工風発生装置の気流の送風側に設けた開放部に前記揚力型風車を前記開放部に配置したので、人工風発生装置の送風方向と風車の受風方向が完全に一致し、このため送風機で発生される気流の風車の回転への寄与が極めて大きい。さらに、前記風車を揚力型風車として前記開放部に配置することで、気流の抵抗となる要素が大きい抗力型風車と異なり、風車が人工風発生装置からの気流を阻止する抵抗(静圧損失)となる要素が極めて小さい。
従って、人工風発生装置より排出される空気から高効率でエネルギーを回収して発電などに利用することができ、人工風発生装置の性能・効率を低下させることもない。また、人工風発生装置の駆動源が限定されることもない。
Further, the wind turbine is a lift type wind turbine that obtains rotational force by lift, and the lift type wind turbine is disposed in the open portion provided on the air flow side of the artificial wind generator, so that the artificial wind generator The air blowing direction and the wind receiving direction of the windmill completely coincide with each other, and therefore the contribution of the airflow generated by the blower to the rotation of the windmill is extremely large. Further, by disposing the windmill as a lift-type windmill in the open portion, unlike a drag-type windmill having a large airflow resistance factor, the resistance of the windmill to block the airflow from the artificial wind generator (static pressure loss) The element that becomes is very small.
Therefore, energy can be recovered from the air discharged from the artificial wind generator with high efficiency and used for power generation, etc., and the performance and efficiency of the artificial wind generator are not reduced. Moreover, the drive source of the artificial wind generator is not limited.

さらに、人工風発生装置を駆動している間は、人工風発生装置からは安定して気流が発生する。従って、人工風発生装置による気流を受風して回転する風車を安定して駆動させることができ、そのため発電機などのエネルギーの回収手段を安定して駆動してエネルギーを回収することができる。
さらに、既設の人工風発生装置がある場合、人工風発生装置による気流の風向方向に前記風車を設けることで、本発明を実施することができる。つまり、既設の人工風発生装置がある場合には、既設の人工風発生装置の改造無しで本発明を実施することが可能であるという利点を有する。
Further, while the artificial wind generator is driven, an air flow is stably generated from the artificial wind generator. Therefore, it is possible to stably drive the windmill that receives the airflow generated by the artificial wind generator and rotates, and thus it is possible to stably drive energy recovery means such as a generator to recover energy.
Furthermore, when there is an existing artificial wind generator, the present invention can be implemented by providing the windmill in the direction of the airflow of the artificial wind generator. In other words, when there is an existing artificial wind generator, there is an advantage that the present invention can be implemented without modification of the existing artificial wind generator.

また、前記回転軸を含む前記人工風発生装置の気流の送風方向と垂直な面で前記回転翼が描く回転軌跡の面積が、前記人工風発生装置の気流の送風口断面積よりも広くするとよい。
さらにまた、前記送風口最外端と前記回転軌跡の最外端とを結んだ傾斜線と、前記送風口外端から気流の送風方向に延長した延長線とがなす角度が10°以内の投影範囲内に前記回転翼が収まるようにするとよい。
ここで、前述の人工風発生装置の気流の送風方向と垂直な面で前記回転翼が描く回転軌跡の面積とは、回転翼が気流の送風方向と垂直な面で描く回転軌跡の面積のうち最も広いものとなる。
これにより、人工風発生装置による気流が、前記回転翼の回転軌跡外に流れることなく確実に回転翼に到達する。従って人工風発生装置による気流の全てを風車の駆動に使用することができるため、より効率的に人工風発生装置による気流のエネルギーを回収することができる。
Further, the area of the rotation locus drawn by the rotor blades on a plane perpendicular to the airflow direction of the airflow of the artificial wind generator including the rotating shaft may be larger than the cross-sectional area of the airflow outlet of the airflow of the artificial wind generator. .
Furthermore, an angle formed by an inclined line connecting the outermost end of the air outlet and the outermost end of the rotation locus and an extended line extending from the outer end of the air outlet in the air flow direction is within 10 °. It is preferable that the rotary blades are accommodated in the interior.
Here, the area of the rotation trajectory drawn by the rotor blade on a plane perpendicular to the air flow direction of the artificial wind generator described above is the area of the rotation trajectory drawn by the rotor blade on a plane perpendicular to the air flow direction. It will be the widest one.
As a result, the airflow generated by the artificial wind generator reliably reaches the rotor blade without flowing outside the rotation locus of the rotor blade. Therefore, since all of the airflow generated by the artificial wind generator can be used for driving the windmill, the energy of the airflow generated by the artificial wind generator can be collected more efficiently.

また、前記回転翼の中心部が、前記送風口の投影面積内に入るように設定されているとよい。そして、前記人工風発生装置に軸流式送風機を用いる場合は、送風口周辺部と送風機の軸中心部では風速の分布が異なり、前記投影面積内でかつ風速が最も早く、分布が略均一になる位置に風車の中心をおく。一般に送風口の中心部より遠く離れるほど、送風口からの気流は10°程度の角度で拡散しながら広がり、かつ風速は遅くなるので、風車の中心をできる限り送風口の中心部近傍に配置する必要がある。   Moreover, it is good to set so that the center part of the said rotary blade may enter in the projection area of the said ventilation opening. And when using an axial-flow type blower for the artificial wind generator, the wind speed distribution is different between the peripheral part of the blower opening and the axial center part of the blower, the wind speed is the fastest within the projected area, and the distribution is substantially uniform. Place the center of the windmill at the position. In general, the farther away from the center of the air outlet, the more the airflow from the air outlet spreads while diffusing at an angle of about 10 °, and the wind speed becomes slow, so the center of the windmill is arranged as close to the center of the air outlet as possible. There is a need.

なお、人工風発生装置の1つである空気熱交換器においては、空気熱交換器の送風機は一般にヒートポンプ熱出力の小さいものは一台であるが、大容量になると複数台設置されている。送風機一台毎に風車一台という設置方法はもちろん、大容量化に対しては風車の回転軸を自在軸継ぎ手等を用いてつなぎ、複数台の風車を連結して効率よく大容量化することも可能である。また送風機の風量に合わせて風車を都度あわせて製作する必要をなくすため、標準化された風車を組み合わせて設置することも可能である。
逆に、小型送風機を多数並べた仕様の空気熱交換器に対しては、風車の大きさにあわせたホッパー(囲い)で風速が分散しないように囲いを設けて、風車の回転翼にかかるようにすることも可能である。
また、このような構成は、人工風発生装置が空気熱交換器の場合に限られず、他の人工風発生装置においても適用できる。
In the air heat exchanger that is one of the artificial wind generators, the blower of the air heat exchanger generally has a small heat pump heat output, but a plurality of fans are installed when the capacity is large. In addition to the installation method of one windmill for each blower, for the purpose of increasing the capacity, connect the rotating shaft of the windmill using a universal shaft joint, etc., and connect multiple windmills to efficiently increase the capacity. Is also possible. In addition, it is possible to install a standardized windmill in combination in order to eliminate the need to manufacture the windmill according to the air volume of the blower.
On the other hand, for air heat exchangers with a large number of small blowers arranged, a hopper (enclosure) that matches the size of the windmill is provided with an enclosure so that the wind speed does not disperse, so that it is applied to the rotor blades of the windmill. It is also possible to make it.
Further, such a configuration is not limited to the case where the artificial wind generator is an air heat exchanger, and can also be applied to other artificial wind generators.

また、人工風発生装置の排気からエネルギーを回収する方法の発明として、人工風発生装置により発生した人工風のエネルギーを回収する方法であって、前記人工風発生装置より排出される気流によって、該気流の送風方向と垂直もしくは平行に配置した回転軸と該回転軸に取り付けられた回転翼とによって構成される揚力型風車を駆動し、前記回転軸の駆動によって前記人工風発生装置より排出される排気のエネルギーを回収することを特徴とする。   Further, as an invention of a method for recovering energy from the exhaust of the artificial wind generator, a method of recovering the energy of the artificial wind generated by the artificial wind generator, the air flow exhausted from the artificial wind generator, A lift-type wind turbine composed of a rotating shaft arranged perpendicularly or parallel to the air flow direction and a rotor blade attached to the rotating shaft is driven, and is discharged from the artificial wind generator by driving the rotating shaft. It is characterized by recovering exhaust energy.

以上記載のごとく本発明によれば、人工風発生装置の駆動源が限定されることなく、人工風発生装置の性能・効率を低下させることなく、人工風発生装置より排出される排気から高効率でエネルギーを回収する方法、及び装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the driving source of the artificial wind generating device is not limited, and the efficiency and efficiency of the artificial wind generating device are reduced without reducing the performance and efficiency of the artificial wind generating device. A method and apparatus for recovering energy can be provided.

実施例1に係るヒートポンプの斜視図である。1 is a perspective view of a heat pump according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る風車と軸流送風機の側面図である。It is a side view of a windmill and an axial blower concerning Example 1. 実施例1に係る軸流送風機の概略平面図である。1 is a schematic plan view of an axial blower according to Embodiment 1. FIG. 実施例2に係るヒートポンプの概略配置図である。6 is a schematic layout diagram of a heat pump according to Embodiment 2. FIG. 実施例2に係る風車とヒートポンプの配置図である。FIG. 6 is a layout diagram of a wind turbine and a heat pump according to a second embodiment. 従来のヒートポンプの一形態を示す概略図であり、実施例1、実施例2にも共通するものである。It is the schematic which shows one form of the conventional heat pump, and is common also in Example 1 and Example 2. FIG. 実施例3に係るエバコンの斜視図である。It is a perspective view of the evaporator concerning Example 3. FIG. 図7におけるA方向矢視図である。It is an A direction arrow directional view in FIG. 図7におけるB方向矢視図である。It is a B direction arrow directional view in FIG.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

図1は実施例1に係るヒートポンプの斜視図である。ヒートポンプの構成要素及び動作については図6を用いて説明した従来のヒートポンプと同様であるので説明を省略し、図6と同一物については同一符号を付すこととする。   FIG. 1 is a perspective view of a heat pump according to the first embodiment. Since the components and operation of the heat pump are the same as those of the conventional heat pump described with reference to FIG. 6, the description thereof will be omitted, and the same components as those in FIG.

図1において、ヒートポンプ30は、マシンケーシング20と空気熱交換器ケーシング22から形成される。マシンケーシング20には、ヒートポンプ30を構成する圧縮機32、四方弁34、水熱交換器36、膨張弁38及びモータ、配管等の付属機器が収納されている。空気熱交換器ケーシング22には、ヒートポンプ30を構成する空気熱交換器40が収納されており、その上部には空気熱交換器40から排出される空気を上方へ送風することができる軸流送風機2が設けられている。さらに、図1には図示していないが、空気熱交換器ケーシング22に設けられた軸流送風機2の上部には、軸流送風機2からの送風により駆動するダリウス型風車が設置される。   In FIG. 1, the heat pump 30 is formed of a machine casing 20 and an air heat exchanger casing 22. The machine casing 20 houses a compressor 32, a four-way valve 34, a water heat exchanger 36, an expansion valve 38, and an accessory device such as a motor and piping that constitute the heat pump 30. The air heat exchanger casing 22 houses an air heat exchanger 40 that constitutes the heat pump 30, and an axial blower that can blow upward the air discharged from the air heat exchanger 40 at the upper part thereof. 2 is provided. Further, although not shown in FIG. 1, a Darrieus type windmill that is driven by the air flow from the axial flow fan 2 is installed on the upper portion of the axial flow fan 2 provided in the air heat exchanger casing 22.

空気熱交換器ケーシング22の上部に設置される前記風車の構成について図2を用いて説明する。
図2は実施例1に係る風車と軸流送風機の側面図である。
実施例1に係る風車4は、回転軸6と、回転軸6に取り付けられた複数のダリウス翼8から構成されている。回転軸6は、2箇所以上(図2においては2箇所)で支持部材10に回転可能に支持されている。支持部材10は、支柱12を介して空気熱交換器ケーシング22に固定されている。また、発電機14が設けられており、風車4が回転すると、その回転軸6の回転力が発電機14に伝達されて電力が発生する。
The configuration of the wind turbine installed at the top of the air heat exchanger casing 22 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a side view of the wind turbine and the axial blower according to the first embodiment.
The windmill 4 according to the first embodiment includes a rotating shaft 6 and a plurality of Darrieus blades 8 attached to the rotating shaft 6. The rotating shaft 6 is rotatably supported by the support member 10 at two or more places (two places in FIG. 2). The support member 10 is fixed to the air heat exchanger casing 22 via the support column 12. Moreover, the generator 14 is provided, and when the windmill 4 rotates, the rotational force of the rotating shaft 6 will be transmitted to the generator 14, and electric power will generate | occur | produce.

次に風車4の配置について図2及び図3を用いて説明する。
図3は実施例1に係る軸流送風機2の概略平面図である。
図3において、2は軸流送風機、2aは軸流送風機2の(ファンスリーブ)送風口、8aは回転軸6を含む水平面におけるダリウス翼8の場合の回転軌跡の最外部の概形である。図3に示したように、風車4は、上方から見るとダリウス翼8の回転軌跡の最外部8aが軸流送風機2の送風口2aの上部全体を覆うように配置される。
Next, the arrangement of the windmill 4 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic plan view of the axial blower 2 according to the first embodiment.
In FIG. 3, 2 is an axial blower, 2 a is a (fan sleeve) blower opening of the axial blower 2, and 8 a is an outermost outline of the rotation locus in the case of the Darius blade 8 in the horizontal plane including the rotation shaft 6. As shown in FIG. 3, the windmill 4 is arranged so that the outermost part 8 a of the rotation locus of the Darrieus blade 8 covers the entire upper part of the air outlet 2 a of the axial blower 2 when viewed from above.

また、図2に示したように、軸流送風機2の送風口の延長線lから、α=10°外側に傾いた傾斜線l上でダリウス翼8を回転軸6に取り付ける。これにより、空気熱交換器40から排出され、軸流送風機2から上方に送風された空気の流れfの全てが風車4を回転させるために使用される。前記αは、10°に限定されるものではないが、αが小さすぎると軸流送風機2から送風された空気の流れfの一部がダリウス翼8に到達する前に傾斜線l外に出てしまい、送風機2から送風された空気の全てを風車4を回転させるために使用させることができなくなる。また、前記αが大きすぎるとダリウス翼8を大型化する必要があり、設備の大型化につながる。従ってαの角度は10°以内の範囲とすることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 2, attached from extended line l 1 of the air blowing port of the axial flow fan 2, the Darius blades 8 on the rotating shaft 6 on the inclined line l 2 which is inclined outwardly alpha = 10 °. Thus, all of the air flow f discharged from the air heat exchanger 40 and blown upward from the axial flow fan 2 is used to rotate the wind turbine 4. The α is not limited to 10 °, but if α is too small, a part of the air flow f blown from the axial fan 2 reaches the outside of the inclined line l 2 before reaching the Darius blade 8. As a result, all of the air blown from the blower 2 cannot be used to rotate the windmill 4. On the other hand, if α is too large, the Darrieus blade 8 needs to be enlarged, leading to an increase in the size of the equipment. Therefore, the angle α is preferably within a range of 10 °.

次に、図1〜図3及び図6を用いて、実施例1におけるヒートポンプ及び風車の動作について説明する。
図6に構成したヒートポンプを四方弁34を切り替えて暖房又は冷房運転を行うと、暖房時には水熱交換器36で温水が発生し、冷房時には水熱交換器36で冷水が発生する。
Next, the operation of the heat pump and the wind turbine according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
When the four-way valve 34 is switched and the heating or cooling operation is performed in the heat pump configured in FIG. 6, warm water is generated in the water heat exchanger 36 during heating, and cold water is generated in the water heat exchanger 36 during cooling.

また、空気熱交換器40では、暖房時には外気が冷媒に熱を奪われて冷風となり、冷房時には外気が冷媒から放熱されて温風となる。
空気熱交換器40で発生する前記温風又は冷風は、空気熱交換器40を収納している空気熱交換器ケーシング22に設けられた軸流送風機2によって上方に送風される。
In the air heat exchanger 40, the outside air is deprived of heat by the refrigerant during heating and becomes cold air, and the outside air is radiated from the refrigerant and becomes hot air during cooling.
The warm air or cold air generated in the air heat exchanger 40 is blown upward by the axial blower 2 provided in the air heat exchanger casing 22 in which the air heat exchanger 40 is accommodated.

軸流送風機2によって上方に送風された前記温風又は冷風は、前記傾斜線lの内側、つまり軸流送風機側を上方に流れ、風車4を構成するダリウス翼8に到達する。前記温風又は冷風を受風し、ダリウス翼8は回転軸6を中心に回転する。前記受風による回転軸6の回転によって発電機14が駆動して発電を行う。
発電機14によって得られる電力は、例えば以下のように使用される。
発電機14によって得られる交流の電力は、交流の電力を直流の電力に変換する整流器(不図示)によって直流の電力に変換され、該直流の電力を蓄電する蓄電器(不図示)に蓄電される。該蓄電器に蓄電された電力は、電力を必要とする他の機器に供給されたり、圧縮機32を駆動するモータの電力の一部として使用することができる。
The warm or cold air is blown upwardly by the axial flow fan 2, the inner inclined line l 2, i.e. flows through the axial flow fan side upwards, to reach the Darrieus blades 8 constituting the wind turbine 4. The Darrieus blade 8 receives the warm air or the cold air and rotates around the rotation shaft 6. The generator 14 is driven by the rotation of the rotating shaft 6 by the wind to generate electricity.
The electric power obtained by the generator 14 is used as follows, for example.
The AC power obtained by the generator 14 is converted into DC power by a rectifier (not shown) that converts AC power into DC power, and is stored in a capacitor (not shown) that stores the DC power. . The electric power stored in the electric storage device can be supplied to other devices that require electric power, or can be used as part of electric power of a motor that drives the compressor 32.

以上のような揚力で回転力を得る揚力型風車の1つであるダリウス型風車4を軸流送風機2の送風側の開放部に配置する構造及び動作により、従来排気として排出していた空気熱交換器40で発生する温風又は冷風が持つエネルギーをダリウス型風車4によって電力として回収することができ、エネルギーの有効利用が可能となる。また、軸流送風機2の成績係数を低下させることもない。
また、ヒートポンプ30を駆動している間は、空気熱交換器40では安定して温風又は冷風が発生する。従って、軸流送風機2によって送風される前記温風又は冷風を受風して回転する風車4を安定して駆動させることができ、従って安定して電力を得ることができる。
さらに、既設のヒートポンプがある場合、空気熱交換器40で発生する温風又は熱風を送風する軸流送風機の送風方向に風車4を設けることで、本発明を実施することができ、既設のヒートポンプ部分の改造無しで本発明を実施することが可能である。特に図1に示したような空気熱交換器、ヒートポンプ30が、ビルの屋上などの屋外にある場合にはその設置は容易である。
Air heat conventionally discharged as exhaust gas by the structure and operation in which the Darrieus type windmill 4 which is one of the lift type windmills that obtain the rotational force by the lift as described above is disposed in the opening side of the blower side of the axial flow fan 2. The energy of the hot air or cold air generated in the exchanger 40 can be recovered as electric power by the Darrieus type windmill 4, and the energy can be used effectively. Further, the coefficient of performance of the axial blower 2 is not reduced.
While the heat pump 30 is being driven, warm air or cold air is stably generated in the air heat exchanger 40. Therefore, the windmill 4 that rotates by receiving the warm air or the cold air blown by the axial blower 2 can be driven stably, so that electric power can be obtained stably.
Furthermore, when there is an existing heat pump, the present invention can be implemented by providing the windmill 4 in the blowing direction of the axial flow fan that blows hot air or hot air generated in the air heat exchanger 40, and the existing heat pump It is possible to implement the present invention without modification of parts. In particular, when the air heat exchanger and heat pump 30 as shown in FIG. 1 are located outdoors such as the rooftop of a building, the installation is easy.

なお、ダリウス型風車4が屋外に設置されている場合には、ヒートポンプの非駆動時にはダリウス型風車4は自然風を受風して回転し、発電機14を駆動させることも可能である。   When the Darrieus type windmill 4 is installed outdoors, the Darrieus type windmill 4 can receive natural wind and rotate to drive the generator 14 when the heat pump is not driven.

図4は実施例2に係るヒートポンプの概略配置図である。
なお、実施例2においては実施例1と同一物については同一符号を付し、その説明を省略する。
図4に示したように、マシンケーシング20と空気熱交換器ケーシング22を一体化せず、別個に配置することもできる。図4においては、マシンケーシング20をビル50の下層階部に配置し、空気熱交換ケーシング22をビル50の屋上に配置している。
FIG. 4 is a schematic layout diagram of the heat pump according to the second embodiment.
In addition, in Example 2, the same code | symbol is attached | subjected about the same thing as Example 1, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 4, the machine casing 20 and the air heat exchanger casing 22 can be arranged separately without being integrated. In FIG. 4, the machine casing 20 is arranged on the lower floor of the building 50, and the air heat exchange casing 22 is arranged on the roof of the building 50.

この場合、空気熱交換器ケーシング22内に収納される空気熱交換器40と、マシンケーシング20内に収納される四方弁34及び膨張弁38との間は、ビル50の外部又は内部を通して冷媒が流通する配管42で接続する。マシンケーシング20外に位置する配管42は必要に応じて断熱を行う。さらに、図4には図示していないが、空気熱交換器ケーシング22に設けられた軸流送風機2の上部には、風車が配置される。   In this case, between the air heat exchanger 40 housed in the air heat exchanger casing 22 and the four-way valve 34 and the expansion valve 38 housed in the machine casing 20, refrigerant passes through the outside or inside of the building 50. It connects with the piping 42 which distribute | circulates. The piping 42 located outside the machine casing 20 performs heat insulation as necessary. Further, although not shown in FIG. 4, a windmill is disposed on the upper part of the axial flow fan 2 provided in the air heat exchanger casing 22.

図5は、実施例2に係る風車とヒートポンプの配置図である。なお、図5においてはマシンケーシング20及び配管42の記載を省略している。
実施例2に係る風車は、図2で示した実施例1に係る風車と同様にして、軸流送風機2の上方に配置される。なお、図5においては、図2と異なり支柱12を空気熱交換器ケーシング22ではなくビル50の屋上に固定しているが、図2と同様に空気熱交換器ケーシング22に固定しても特に問題はない。
また、ダリウス翼8と、軸流送風機2の位置関係は、実施例1において図2を用いて説明した位置関係と同様である。
FIG. 5 is a layout diagram of the wind turbine and the heat pump according to the second embodiment. In FIG. 5, the machine casing 20 and the pipe 42 are not shown.
The windmill according to the second embodiment is disposed above the axial flow fan 2 in the same manner as the windmill according to the first embodiment shown in FIG. In FIG. 5, unlike FIG. 2, the column 12 is fixed on the roof of the building 50 instead of the air heat exchanger casing 22, but even if fixed to the air heat exchanger casing 22 as in FIG. No problem.
The positional relationship between the Darrieus blade 8 and the axial flow fan 2 is the same as the positional relationship described with reference to FIG.

以上のような構成のヒートポンプ及び風車の動作については、図1〜図3及び図6を用いて説明した実施例1のヒートポンプ及び風車と同様であり、空気熱交換器40で発生する温風又は冷風を軸流送風機2で上方に送風し、該送風によって風車4を駆動し、風車4の回転軸6の回転によって発電機14を駆動して発電を行うことができる。   About operation | movement of the heat pump and windmill of the above structures, it is the same as that of the heat pump and windmill of Example 1 demonstrated using FIGS. 1-3 and FIG. 6, and the warm air generated in the air heat exchanger 40 or Cold wind is blown upward by the axial blower 2, the windmill 4 is driven by the blown air, and the generator 14 is driven by the rotation of the rotating shaft 6 of the windmill 4 to generate power.

このようにして、マシンケーシング20と空気熱交換器ケーシング22が離れた位置にある場合においても、空気熱交換器40で発生する温風又は冷風が持つエネルギーを電力として回収することができ、エネルギーの有効利用が可能である。
従って、マシンケーシング20と空気熱交換器ケーシング22が離れた位置に配置されている既設のヒートポンプにおいても、風車を設けることで、本発明を実施することができるため、発明の適用範囲が広いといえる。
In this way, even when the machine casing 20 and the air heat exchanger casing 22 are separated, the energy of the hot air or cold air generated in the air heat exchanger 40 can be recovered as electric power. Can be used effectively.
Therefore, even in an existing heat pump in which the machine casing 20 and the air heat exchanger casing 22 are arranged at a distance from each other, the present invention can be implemented by providing a windmill. I can say that.

図7は実施例3に係るエバコンの斜視図であり、図8は図7におけるA方向矢視図、図9は図7におけるB方向矢視図である。
エバコン62は、アンモニア、フロンガスなどの冷媒や、その他各種プロセスガスを凝縮するために使用される装置であり、産業用プロセス冷却、食品用冷蔵設備などで使用される。
7 is a perspective view of the evaporator according to the third embodiment, FIG. 8 is a view in the direction of arrow A in FIG. 7, and FIG. 9 is a view in the direction of arrow B in FIG.
The EVACON 62 is an apparatus used for condensing refrigerants such as ammonia and chlorofluorocarbon, and other various process gases, and is used in industrial process cooling, food refrigeration equipment, and the like.

エバコン62においては、凝縮させるガスを、冷媒ガス入口接続管66aより、ケーシング64内部上方に位置するコイルゾーン66を構成するコンデンサコイルのチューブ内に通す。そして、コイルゾーン66の上方に設けた散水ノズル68からコンデンサコイルの前記チューブ外面に散水し、散水された水(以下散布水と称する)にコンデンサコイルの前記チューブ内のガスの熱を伝える。前記散布水に熱を伝えることでチューブ内のガスは凝縮されて冷媒液出口接続管66bより排出される。
そして、コイルゾーン66の下方に設けたファン72より上方即ちコイルゾーン66側に空気を送ることにより、前記散布水の一部を蒸発させ、蒸発潜熱を利用して前記散布水に伝えられた熱を大気中に吐出空気として放出する。
なお、前記散布水は、水槽74に回収されて散水循環ポンプ84により再度散水ノズルに送られ、循環使用される。
また、前記吐出空気に含まれる水滴は、前記吐出空気の吐出口に設けたエリミネータ76により空気から分離されて水槽74に回収される。
In the evaporator 62, the gas to be condensed is passed from the refrigerant gas inlet connection pipe 66a into the tube of the condenser coil that constitutes the coil zone 66 located above the casing 64. Then, water is sprayed from the water nozzle 68 provided above the coil zone 66 to the outer surface of the tube of the condenser coil, and the heat of the gas in the tube of the condenser coil is transmitted to the water sprayed (hereinafter referred to as spray water). By transferring heat to the spray water, the gas in the tube is condensed and discharged from the refrigerant liquid outlet connecting pipe 66b.
Then, by sending air above the fan 72 provided below the coil zone 66, that is, toward the coil zone 66, a part of the sprayed water is evaporated, and the heat transferred to the sprayed water using latent heat of evaporation. Are discharged into the atmosphere as discharge air.
The sprayed water is collected in the water tank 74 and is sent again to the watering nozzle by the watering circulation pump 84 for circulation.
The water droplets contained in the discharge air are separated from the air by the eliminator 76 provided at the discharge air discharge port and collected in the water tank 74.

さらに、本発明に特徴的な構成として、エリミネータ76の上方であり、吐出空気の送風方向の開放部には、前記吐出空気により駆動するクロスフロー型風車78が設置されている。送風案内板79はクロスフロー型風車78に効率よく排気空気を導くために設けるものである。   Further, as a characteristic configuration of the present invention, a crossflow type windmill 78 driven by the discharge air is installed above the eliminator 76 and at an opening portion in the discharge air blowing direction. The air guide plate 79 is provided to efficiently guide the exhaust air to the crossflow type windmill 78.

クロスフロー型風車78は、回転軸78aと、回転軸78aに取り付けられた複数の曲面板翼78bから構成されている。回転軸78aは、2箇所以上(図7においては2箇所)で支持部材80に回転可能に支持されている。支持部材80は、エバコンのケーシング64に固定されている。また、発電機82が設けられており、風車78が回転すると、その回転軸78aの回転力が発電機82に伝達されて電力が発生する。発電機82により発生した電力は電線及び発電機盤84を介してファン72の駆動用電力として使用される。
なお、発電機82で発生した電力はファン72の駆動用電力として使用されることに限定されるものではなく、他の用途に使用してもよい。また、例えば図8に示したようにファン72が3台(72a、72b、72c)など複数台ある場合には、そのうち1台(例えば72c)の駆動用電力として発電機82で発生した電力を使用する構成とすることもできる。この場合、ファン72a、72bは商用電力など外部からの電力で駆動させる。
The cross-flow type windmill 78 includes a rotating shaft 78a and a plurality of curved plate blades 78b attached to the rotating shaft 78a. The rotating shaft 78a is rotatably supported by the support member 80 at two or more places (two places in FIG. 7). The support member 80 is fixed to an EVA casing 64. Moreover, the generator 82 is provided, and when the windmill 78 rotates, the rotational force of the rotating shaft 78a will be transmitted to the generator 82, and electric power will generate | occur | produce. The electric power generated by the generator 82 is used as electric power for driving the fan 72 via the electric wire and the generator panel 84.
The electric power generated by the generator 82 is not limited to being used as driving electric power for the fan 72, and may be used for other purposes. Further, for example, as shown in FIG. 8, when there are a plurality of fans 72 (72a, 72b, 72c) or the like, the power generated by the generator 82 is used as driving power for one (for example, 72c). It can also be set as the structure to be used. In this case, the fans 72a and 72b are driven by external power such as commercial power.

なお、本実施例においては、クロスフロー型風車78を設けたが、揚力で回転力を得る揚力型風車であればクロスフロー型風車78に変えて直線ダリウス型風車、ジャイロミル型風車など他の型の風車を設けることも可能である。   In the present embodiment, the crossflow type windmill 78 is provided. However, in the case of a lift type windmill that obtains rotational force by a lift, the crossflow type windmill 78 is replaced with a straight Darrieus type windmill, a gyromill type windmill, or the like. It is also possible to provide a type of windmill.

さらに、吐出空気の吐出口と風車との位置関係は実施例1において図2及び図3を用いて説明した関係と同様とすることで、より効率的にエネルギーの回収が可能となる。   Furthermore, the positional relationship between the discharge port of the discharge air and the windmill is the same as the relationship described with reference to FIGS. 2 and 3 in the first embodiment, so that energy can be recovered more efficiently.

以上のような構成により、従来排気として排出していたエバコン62からの吐出空気が持つエネルギーをクロスフロー型風車78によって電力として回収することができ、エネルギーの有効利用が可能となる。また、ファン72を含めたエバコン62の成績係数を低下させることもない。
また、エバコン62を駆動している間は、エバコン62では安定して吐出空気が発生する。従って、エバコン62からの吐出空気を受風して回転する風車78を安定して駆動させることができ、従って安定して電力を得ることができる。
さらに、既設のエバコンがある場合、エバコンからの吐出空気の送風方向の開放部に揚力型風車を設けることで、本発明を実施することができ、既設のエバコンの改造無しで本発明を実施することが可能である。
With the configuration as described above, the energy of the discharge air from the evaporator 62 that has been discharged as conventional exhaust gas can be recovered as electric power by the crossflow type windmill 78, and the energy can be effectively used. Further, the coefficient of performance of the evaporator 62 including the fan 72 is not reduced.
Further, while the evaporator 62 is being driven, discharge air is stably generated in the evaporator 62. Therefore, it is possible to stably drive the windmill 78 that receives and rotates the discharge air from the evaporator 62, and thus can stably obtain electric power.
Furthermore, when there is an existing evaporator, the present invention can be implemented by providing a lift-type windmill at the opening portion in the blowing direction of the discharge air from the evaporator, and the present invention is implemented without modification of the existing evaporator. It is possible.

なお、クロスフロー型風車78が屋外に設置されている場合には、エバコンの非駆動時にはクロスフロー型風車78は自然風を受風して回転し、発電機82を駆動させることも可能である。   When the crossflow type windmill 78 is installed outdoors, the crossflow type windmill 78 can receive natural wind and rotate to drive the generator 82 when the evaporator is not driven. .

以上の実施例1、2、3において、ヒートポンプの空気熱交換器及びエバコンからの排風のエネルギーを、その排風の送風方向の開放部に配置した揚力型風車で回収することについて説明した。
本発明は、ヒートポンプの空気熱交換器及びエバコンからの排風のエネルギーの回収に限られるものではなく、例えば冷却塔、車両用トンネルの排気口など人工的に気流が生成される装置にも適用することができる。その場合、実施例1、2、3と同様に人工的に生成される気流の送風方向の開放部に、揚力型風車を配置することで前記人工的に生成される気流のエネルギーの回収が可能である。
In the above-described Examples 1, 2, and 3, it has been described that the energy of the exhaust air from the air heat exchanger of the heat pump and the air conditioner is recovered by the lift type windmill disposed in the open portion in the blowing direction of the exhaust air.
The present invention is not limited to the recovery of exhaust air energy from an air heat exchanger and an air conditioner of a heat pump, and is also applied to an apparatus in which an air flow is artificially generated, such as a cooling tower or an exhaust port of a vehicle tunnel. can do. In that case, it is possible to recover the energy of the artificially generated airflow by disposing a lift-type windmill at the opening portion in the air blowing direction of the artificially generated airflow as in the first, second, and third embodiments. It is.

人工風発生装置の駆動源が限定されることなく、人工風発生装置の成績係数を低下させることなく、人工風発生装置より排出される排気から高効率でエネルギーを回収する方法、及び装置置として利用することができる。   As a method and apparatus for recovering energy with high efficiency from the exhaust discharged from the artificial wind generator without reducing the coefficient of performance of the artificial wind generator without limiting the drive source of the artificial wind generator Can be used.

2 軸流送風機
4 ダリウス型風車
6 回転軸
8 ダリウス翼
14 発電機
20 マシンケーシング
22 空気熱交換器ケーシング
30 ヒートポンプ
32 圧縮機
34 四方弁
36 水熱交換器
38 膨張弁
40 空気熱交換器
62 エバコン
66 コイルゾーン
66a 冷媒ガス入口
66b 冷媒液出口
68 散水ノズル
72 ファン
72a、72b、72c ファンモータ
76 エリミネータ
78 クロスフロー型風車
78a 回転軸
78b 曲面板翼
79 送風案内板
軸流送風機の送風口の延長線
傾斜線
2 Axial flow fan 4 Darius type windmill 6 Rotating shaft 8 Darius blade 14 Generator 20 Machine casing 22 Air heat exchanger casing 30 Heat pump 32 Compressor 34 Four-way valve 36 Water heat exchanger 38 Expansion valve 40 Air heat exchanger 62 EVACON 66 Coil zone 66a Refrigerant gas inlet 66b Refrigerant liquid outlet 68 Sprinkling nozzle 72 Fan 72a, 72b, 72c Fan motor 76 Eliminator 78 Cross flow type windmill 78a Rotating shaft 78b Curved plate blade 79 Blower guide plate
l Extension line of air outlet of 1 axial flow fan l 2 Inclined line

Claims (4)

気流を発生させる人工風発生装置と、回転軸に回転翼が取り付けられ前記気流によって回転力を得る風車と、前記回転軸の回転によるエネルギーを回収する回収手段とを備えた人工風発生装置により発生した人工風からエネルギーを回収する装置において、
前記風車は揚力で回転力を得る揚力型風車であり、
前記人工風発生装置からの気流の送風側を開放した開放部を設け、前記揚力型風車を前記開放部に配置したことを特徴とする人工風発生装置により発生した人工風からエネルギーを回収する装置。
Generated by an artificial wind generator that includes an artificial wind generator that generates an air flow, a windmill that has rotating blades attached to a rotary shaft and obtains rotational force by the air flow, and a recovery means that recovers energy from the rotation of the rotary shaft In the device that recovers energy from the artificial wind
The windmill is a lift type windmill that obtains rotational force by lift,
An apparatus for recovering energy from the artificial wind generated by the artificial wind generator, wherein an open part that opens the air flow side of the air flow from the artificial wind generator is provided, and the lift type windmill is arranged in the open part .
前記回転軸を含む前記人工風発生装置の気流の送風方向と垂直な面で前記回転翼が描く回転軌跡の面積が、前記人工風発生装置の気流の送風口断面積よりも広いことを特徴とする請求項1記載の人工風発生装置により発生した人工風からエネルギーを回収する装置。   An area of a rotation locus drawn by the rotor blades in a plane perpendicular to the air flow direction of the air flow of the artificial wind generating device including the rotating shaft is wider than a cross-sectional area of the air flow opening of the air flow of the artificial wind generating device. An apparatus for recovering energy from artificial wind generated by the artificial wind generating apparatus according to claim 1. 前記送風口最外端と前記回転軌跡の最外端とを結んだ傾斜線と、前記送風口外端から気流の送風方向に延長した延長線とがなす角度が10°以内の投影範囲内に前記回転翼が収まることを特徴とする請求項2記載の人工風発生装置により発生した人工風からエネルギーを回収する装置。   An angle formed by an inclined line connecting the outermost end of the air outlet and the outermost end of the rotation locus and an extension line extending from the outer end of the air outlet in the air blowing direction is within a projection range within 10 °. The apparatus for recovering energy from the artificial wind generated by the artificial wind generator according to claim 2, wherein the rotor blades are accommodated. 人工風発生装置により発生した人工風排気のエネルギーを回収する方法であって、前記人工風発生装置より排出される気流によって、該気流の送風方向と垂直もしくは平行に配置した回転軸と該回転軸に取り付けられた回転翼とによって構成される揚力型風車を駆動し、前記回転軸の駆動によって前記人工風発生装置より排出される排気のエネルギーを回収することを特徴とする人工風発生装置により発生した人工風のエネルギーを回収する方法。   A method for recovering the energy of artificial wind exhaust generated by an artificial wind generator, wherein the rotary shaft and the rotary shaft are arranged perpendicularly or parallel to the air flow direction of the air flow by the air flow discharged from the artificial wind generator Generated by an artificial wind generator characterized in that it drives a lift-type wind turbine composed of a rotor blade attached to the rotor and recovers the energy of exhaust discharged from the artificial wind generator by driving the rotary shaft To recover the energy of the artificial wind.
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