JP2021047011A - 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 (18)
- 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)を備え、
この凝縮器(306)は、前記圧縮された動作蒸気の凝縮が行われる凝縮領域(904)と、前記動作蒸気とは異なるガスであって前記動作蒸気に混入している外来ガスを回収する外来ガス回収空間(900)と、を有し、
前記外来ガス回収空間(900)には、前記ヒートポンプの動作中は凝縮対象である前記動作蒸気の温度よりも低温となる凝縮面(901a、901b)が設けられ、
前記凝縮器は、前記凝縮面(901a、901b)と前記凝縮領域(904)との間に配置された隔壁(902)を有し、
前記ヒートポンプはさらに、前記外来ガス回収空間(900)に結合されて、前記外来ガス回収空間(900)から前記外来ガス回収空間(900)内で凝縮されなかった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ための蒸気管路(102)が、少なくとも部分的に前記凝縮器(306)内に配置され、この動作蒸気のための蒸気管路(102)は、前記凝縮面(901a、901b)の少なくとも一部(901a)となる壁(901a)を有する、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、
前記動作蒸気のための蒸気管路(102)が前記凝縮器(306)内に配置され、
前記隔壁(902)は、前記蒸気管路(102)から離隔して前記蒸気管路(102)を取り囲んでおり、
前記凝縮領域(904)が、前記隔壁(902)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、
凝縮により加熱される動作液を前記凝縮器(306)内の前記凝縮領域(904)に導くように構成された液体流入口デバイス(402)を備え、前記液体流入口デバイス(402)は、前記隔壁(902)と前記凝縮面(901a、901b)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4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)が前記凝縮器(306)内で下側から上側に延び、前記外来ガス排出装置(906)は、前記下側よりも前記上側に近く配置され、または前記外来ガス回収空間(900)の上側に直接配置された、ことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1から5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、流入したガスが前記凝縮領域(904)内の流れより小さい乱れで流れる定常領域を前記外来ガス回収空間(900)内に形成するように配置され、
この定常領域に流入した動作蒸気と外来ガスとからなる流れ(1010)からの動作蒸気の前記凝縮面(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6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、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(102)は、前記ヒートポンの動作時の配置において、凝縮器ハウジング(114)内の下側からから上方に延び、
前記蒸気管路(102)の壁(901a)が、前記凝縮面(901a、901b)の少なくとも一部となり、前記隔壁(902)が、前記蒸気管路(102)の壁(901a)から離れて、前記蒸気管路(102)の壁(901a)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、前記ヒートポンプの動作時の配置において、前記凝縮器(306)内の下側から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8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8または請求項9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(306)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、動作蒸気と外来ガス(1010)との流れが前記間隙(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10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、動作中に動作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、動作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11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、前記圧縮された動作蒸気の凝縮により加熱される液体であって前記圧縮された動作蒸気がその液体中に凝縮される動作液に対して非透過性であって前記動作液を前記外来ガス回収空間(900)に入らないようにするとともに、前記外来ガス回収空間(900)に、流入したガスが前記凝縮領域(904)内の流れより小さい乱れで流れる定常領域を形成する構成であり、前記凝縮面(901a、901b)が前記定常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13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(906)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14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(906)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15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。 - 圧縮された動作蒸気を凝縮する凝縮器(306)を備え、この凝縮器(306)は、前記圧縮された動作蒸気の凝縮が行われる凝縮領域(904)と、前記動作蒸気とは異なるガスであって前記動作蒸気に混入している外来ガスを回収する外来ガス回収空間(900)と、を有し、前記外来ガス回収空間(900)には、凝縮面(901a、901b)が設けられ、前記凝縮器は、前記凝縮面(901a、901b)と前記凝縮領域(904)との間に配置された隔壁(902)を有する、ヒートポンプの動作方法において、
前記凝縮面(901a、901b)が凝縮対象の前記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)から前記外来ガス回収空間(900)内で凝縮されなかった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)を備え、この凝縮器(306)は、前記圧縮された動作蒸気の凝縮が行われる凝縮領域(904)と、前記動作蒸気とは異なるガスであって前記動作蒸気に混入している外来ガスを回収する外来ガス回収空間(900)と、を有し、前記外来ガス回収空間(900)に結合されて、前記外来ガス回収空間(900)から前記外来ガス回収空間(900)内で凝縮されなかったガスを排出する外来ガス排出装置(906)をさらに備えるヒートポンプを製造する方法において、
前記外来ガス回収空間(900)内に、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温となる凝縮面(901a、901b)を配置するステップと、
前記凝縮器(306)の内部であって前記凝縮面(901a、901b)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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