JP2019507310A - 外来ガス回収空間を有するヒートポンプ、ヒートポンプの動作方法、およびヒートポンプの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (26)
- ヒートポンプにおいて、
圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、
前記凝縮器(306)内に配置される外来ガス回収空間(900)と、
を備え、
前記外来ガス回収空間(900)は、
前記ヒートポンプの動作中に凝縮すべき動作蒸気の温度よりも低い凝縮面(901a、901b)と、
前記凝縮器(306)内で、前記凝縮面と凝縮領域(904)との間に配置された隔壁(902)と、
を有し、
前記ヒートポンプはさらに、外来ガス回収空間(900)に結合されて外来ガス回収空間(900)から外来ガスを排出する外来ガス排出装置(906)を備える
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1に記載のヒートポンプにおいて、蒸発器(300)と圧縮機(302)とを備え、前記蒸発器(300)から前記圧縮機(302)に導かれる動作蒸気の管路(102)が、少なくとも部分的に前記凝縮器(306)内に配置され、前記凝縮面(901a)となる管路壁を有する、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項1または2に記載のヒートポンプにおいて、前記凝縮器(306)は、凝縮によって加熱される液体を前記凝縮器内に導く液体流入口(402)を備え、この液体流入口(402)は、前記凝縮面の少なくとも一部となる壁(901b)を有する、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記動作蒸気のための管路(102)が前記凝縮器内に配置され、
前記隔壁(902)は、前記管路を取り囲んで、前記管路から離間しており、
凝縮領域(904)が、前記隔壁と凝縮器ハウジング(114)との間に形成された、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項4に記載のヒートポンプにおいて、
前記液体流入口(402)は、凝縮により加熱される動作液を、前記ヒートポンプの動作中に、供給領域内の頂部から前記凝縮器に供給するように構成され、
前記圧縮機(302)は、前記ヒートポンプの動作中に、前記供給領域に対して横方向に、圧縮された動作蒸気を供給するように構成された
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記凝縮器に導く液体流入口(402)が、凝縮により加熱された動作液を前記凝集領域(904)に供給するように構成され、前記液体流入口(402)は、前記隔壁(902)と前記凝縮面(901a)との間で、動作液が前記凝縮領域(904)よりも前記外来ガス回収空間(900)に少なく供給されるか、動作液が前記外来ガス回収空間(900)には供給されないように構成された、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記外来ガス回収空間(900)が前記凝集器(306)内で下端から上端に延び、前記外来ガス排出装置(906)は、前記下端よりも前記上端に近く配置され、または前記外来ガス回収空間(900)の上端に直接配置された、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記隔壁(902)は、前記凝縮面(901a、901b)に対して、水蒸気と外来ガスからなる方向性の流れ(1010)が入る安定領域を前記外来ガス回収空間(900)内に形成し、前記方向性の流れ(1010)からの水蒸気の前記外来ガス凝縮面(901a、901b)での凝縮により、外来ガスの蓄積が前記外来ガス回収空間(900)内で生じる、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記凝縮面(901b)は少なくとも部分的に金属製である、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
蒸気管路(102)を介して圧縮機(302,110)に接続された蒸発器(300)をさらに備え、前記蒸気管路は、動作方向として、凝縮器ハウジング(114)内の底から上方に延び、
前記蒸気管路の壁(901a)が、前記凝縮面の一部となり、前記蒸気管路(102)の壁(901a)から離れてその周りに配置され、
前記凝縮領域(904)は、前記隔壁(902)によって横方向に画定され、前記外来ガス回収空間(900)が前記底から上方向に延びる、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項10に記載のヒートポンプにおいて、前記隔壁(902)は、その断面が円錐台形に構成され、前記断面は、下方に向かって増加するように構成される、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項10または11のいずれかに記載のヒートポンプにおいて、
前記凝縮器(306)は、動作中に前記凝縮器の基部に液体レベルを形成されるように構成、動作され、
前記隔壁(902)の下端は、前記液体レベルと前記下端との間に間隙(1012)が生じるように配置され、この間隙(1012)は、動作媒体と外来ガス(1010)との方向性の流れが前記間隙(1012)を通って前記外来ガス回収空間(900)に入る、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記隔壁(902)は、動作中に水蒸気がその上端よりも下端で前記外来ガス回収空間に入り、あるいは、水蒸気が前記外来ガス回収空間の上端に入らないように構成された、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、前記凝縮領域(904)は、前記隔壁(902)により画定され、前記隔壁(902)以外の部分または前記隔壁(902)が充填剤で満たされ、前記凝縮器(306)は、加熱対象の動作液が前記充填剤を通って滴り、凝縮対象の水蒸気が、滴り落ちる動作液内に凝集する、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項1から14のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記隔壁(902)は、加熱対象の動作液に対して非透過性であり、かつ加熱対象で前記隔壁に加えられた動作液を引き抜き、前記隔壁の下に安定領域を形成する構成であり、前記安定領域が、外来ガス回収空間(902)となり、前記凝縮面が前記安定領域内に配置される、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から15のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記外来ガス排出装置は、制御変数の関数として、または時間間隔制御により、残留している動作液蒸気および外来ガスの混合ガスを前記外来ガス回収空間(900)から吸い出すように構成された制御可能なポンプを備える、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から16のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記外来ガス排出装置は、前記凝縮器(306)の外側に配置され、前記外来ガス回収空間からガスを吸入するガストラップを備え、このガストラップは、制御変数の関数として、または時間間隔制御されて、前記ガストラップからガスを吸引するポンプ(342)をさらに備える、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項17に記載のヒートポンプにおいて、
前記ガストラップは、外来ガス流入口(332)を有する含むハウジング(330)と、前記ハウジング(330)内の作動液流入口(338)と、前記ハウジング(330)内の作動液排出口(340)と、を有し、
前記ハウジング(330)、前記作動液流入口(338)および前記作動液排出口(340)は、動作液(344)の流れが、動作中に、前記ハウジング(330)内で、動作液流入口(338)から動作液排出口(340)に生じるように構成され、
前記動作液流入口(338)は前記ヒートポンプに結合されて、前記ヒートポンプの動作中に、凝縮しようとする前記凝縮器(306)内に存在する動作液よりも低温の動作液を前記ヒートポンプに向ける、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項18に記載のヒートポンプにおいて、
冷却対象の動作液が流入する流入部(310)と、冷却された動作液を排出する排出部(312)とを有する動作液を蒸発させるための蒸発器(300)をさらに備え、
前記動作液流入口(338)および前記動作液排出口(340)は共に、前記蒸発器に導く前記流入部(310)または前記蒸発器から導き出す排出部(312)に結合され、あるいは、前記動作液流入口(338)が前記蒸発器へ導く前記流入部(310)に、前記動作液排出口(340)が前記蒸発器から導き出す排出部(312)に、あるいは逆に結合される、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項19に記載のヒートポンプにおいて、
ポンプ(314)が、前記動作液流入口(338)が前記蒸発器(300)の流入部(310)に結合され、前記蒸発器への前記流入部(310)内、または前記蒸発器からの前記排出部(312)内に配置され、
動作液流入口(338)が前記蒸発器(300)の流入部(310)に結合されるのが前記ポンプ(314)からの下りの流れであり、前記動作液排出口(340)が前記蒸発器(300)の排出部(312)に結合されるのが前記ポンプ(314)からの上りの流れである、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項17から20のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ハウジングは、動作方向に対して垂直または傾斜して配置され、前記動作液流入口(338)は、前記動作液排出口(340)の上に配置される、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項17から21のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、
前記ガストラップは、前記動作媒体流入口(338)の上方に配置された外来ガス蓄積空間(358)を有し、
前記ポンプ(342)は、前記外来ガス蓄積空間(358)に結合されて、前記外来ガス蓄積空間(358)からガスを抜き出す、
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から22のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、前記外来ガス回収空間内の前記凝縮面(901a、901b)は、凝縮対象の前記動作蒸気の飽和蒸気圧に対応する温度よりも低温である、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 請求項1から23のいずれか1項に記載のヒートポンプにおいて、前記凝縮面(901a)は、前記ヒートポンプの動作中、前記凝縮器に面する側で前記凝縮器内の飽和蒸気温度より低温で、前記蒸発器に面する側でそこの飽和蒸気温度より高温となるように構成される、ことを特徴とするヒートポンプ。
- 圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、前記凝縮器内に配置された外来ガス回収空間(900)と、凝縮面(901a、901b)と、前記凝縮面と凝縮領域(904)との間に配置された隔壁(902)とを備えたヒートポンプの動作方法において、
前記凝縮面(901a、901b)が凝縮対象の動作蒸気の温度よりも低温となるように前記凝縮面(901a、901b)を冷却するステップと、
前記外来ガス回収空間(900)から外来ガスを排気するステップと
を含むことを特徴とするヒートポンプの動作方法。 - 圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)と、前記凝縮器(306)内に配置された外来ガス回収空間(900)と、前記外来ガス回収空間(900)に結合され前記外来ガス回収空間から外来ガスを排出する外来ガス排出装置(906)とを備えるヒートポンプを製造する方法において、
前記ヒートポンプの動作中に凝縮対象の動作蒸気の温度よりも低い凝縮面(901a、901b)を前記凝縮器の内部に配置するステップと、
前記凝縮器(306)の内部に、前記凝縮面と前記凝縮領域(904)との間に隔壁(902)を配置するステップと、
を含むことを特徴とするヒートポンプの製造方法。
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