JP5293359B2 - Refrigerator using steam engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce cold water of a predetermined temperature by using a steam engine, and to use the cold water in air conditioning. <P>SOLUTION: The steam engine 4 generates power by using steam, and the steam is supplied via a steam supply valve 14. A pressure reduction tank 6 is formed from a hollow container, and water is stored halfway. A compressor 5 is driven by the steam engine 4, gas is sucked in and discharged from the pressure reduction tank 6 to carry out pressure reduction in the pressure reduction tank 6. By this, in the water in the pressure reduction tank 6, vaporization is promoted, and cooling is carried out by the latent heat of vaporization. The steam supply valve 14 is controlled on the basis of a detection signal of a temperature sensor 28 provided in the pressure reduction tank 6, and the water in the pressure reduction tank 6 is maintained at a desired temperature. Cold water obtained in such a manner is circulated and supplied to an external heat exchanger 7, and used in cooling. High temperature steam discharged from the compressor 5 is heat-exchanged with supply water to a steam boiler 3 and condensed in a heat exchanger 23, and it is supplied to a water supply tank 9. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、空調などのために用いられる冷凍機に関するものである。特に、蒸気エンジンを用いて駆動され、空調などのために冷水を得るためのチラーとして用いられる冷凍機に関するものである。   The present invention relates to a refrigerator used for air conditioning and the like. In particular, the present invention relates to a refrigerator that is driven using a steam engine and is used as a chiller for obtaining cold water for air conditioning or the like.

従来、下記特許文献1に開示されるように、圧縮式冷凍機の蒸発器を水との熱交換器として用い、蒸発器における冷媒の気化熱で水の冷却を図る装置(チラー)が知られている。この装置では蒸気圧縮式冷凍機が用いられるが、蒸気エゼクタによる蒸発器内の減圧を利用した蒸気噴射式冷凍機も知られている。また、このような圧縮式冷凍機の他、吸収式冷凍機も知られている。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, an apparatus (chiller) that uses an evaporator of a compression refrigerator as a heat exchanger with water and cools water with the heat of vaporization of refrigerant in the evaporator is known. ing. In this apparatus, a vapor compression type refrigerator is used, but a vapor injection type refrigerator utilizing the pressure reduction in the evaporator by a steam ejector is also known. In addition to such a compression refrigerator, an absorption refrigerator is also known.

特開2007−292351号公報JP 2007-292351 A

蒸気圧縮式冷凍機を用いる場合、フロン系冷媒によるオゾン層の破壊などの問題がある。また、蒸気噴射式冷凍機では、蒸気エゼクタによる減圧能力の調整が困難であるから、水温調整が難しい。一方、吸収式冷凍機を用いる場合、設備が大掛かりとなる。さらに、いずれの冷凍機も、水の飽和温度に基づき圧縮機を制御するものではなく、水温を所望温度に簡易に保持しにくい。   When using a vapor compression refrigerator, there is a problem such as destruction of the ozone layer by a fluorocarbon refrigerant. Moreover, in a steam injection refrigerator, it is difficult to adjust the water pressure because it is difficult to adjust the decompression capacity using a steam ejector. On the other hand, when an absorption refrigerator is used, the facilities are large. Furthermore, none of the refrigerators controls the compressor based on the water saturation temperature, and it is difficult to easily maintain the water temperature at a desired temperature.

この発明が解決しようとする課題は、簡易な構成および制御で、所望温度の冷水を得ることができる冷凍機を提供することにある。また、蒸気ボイラとの相性もよく、環境にもやさしい冷凍機を提供することを課題とする。   The problem to be solved by the present invention is to provide a refrigerator capable of obtaining cold water at a desired temperature with a simple configuration and control. It is another object of the present invention to provide a refrigerator that has good compatibility with a steam boiler and is friendly to the environment.

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、蒸気を用いて動力を起こす蒸気エンジンと、中空容器から形成され、水が貯留される減圧タンクと、前記蒸気エンジンにより駆動され、前記減圧タンク内の気体を吸引排出して、前記減圧タンク内を減圧する水蒸気圧縮機と、前記減圧タンク内の圧力または温度に基づき、前記蒸気エンジンへの給蒸を制御する制御器とを備え、前記水蒸気圧縮機から吐出される水蒸気は、前記蒸気エンジンへ給蒸するためのボイラへの給水と熱交換され、その凝縮水はそのボイラへの給水タンクに供給されることを特徴とする冷凍機である。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 is a steam engine that generates power using steam, a decompression tank that is formed of a hollow container and stores water. A steam compressor that is driven by the steam engine, sucks and discharges the gas in the decompression tank, and decompresses the interior of the decompression tank, and the steam supply to the steam engine based on the pressure or temperature in the decompression tank And the steam discharged from the steam compressor is heat-exchanged with water supplied to the boiler for steaming the steam engine, and the condensed water is supplied to a water supply tank to the boiler. It is a refrigerator characterized by being made .

請求項1に記載の発明によれば、水を冷媒とするので、環境にやさしい冷凍機となる。また、減圧タンク内の圧力または温度に基づき、蒸気エンジンへの給蒸を調整することで、減圧タンク内の水および蒸気の飽和温度が調整される。減圧タンク内の飽和温度を監視して制御することで、所望温度の冷水を容易に得ることができる。
また、請求項1に記載の発明によれば、水蒸気圧縮機からの高温の水蒸気により、ボイラの給水が予熱される。また、その凝縮水は、ボイラの給水としてそのまま利用される。このようにして、省エネルギーを図ることができる。
According to the first aspect of the invention, since water is used as the refrigerant, the refrigerator is friendly to the environment. Further, the saturation temperature of water and steam in the decompression tank is adjusted by adjusting the steam supply to the steam engine based on the pressure or temperature in the decompression tank. By monitoring and controlling the saturation temperature in the vacuum tank, cold water having a desired temperature can be easily obtained.
According to the first aspect of the present invention, the boiler feed water is preheated by the high temperature steam from the steam compressor. Further, the condensed water is used as it is as boiler feed water. In this way, energy saving can be achieved.

請求項2に記載の発明は、前記減圧タンク外に外部熱交換器が設けられ、前記減圧タンクと前記外部熱交換器とは、取出路と戻し路とを介して接続され、前記減圧タンクと前記外部熱交換器との間を、前記減圧タンク内の水が循環可能とされたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機である。   According to a second aspect of the present invention, an external heat exchanger is provided outside the decompression tank, and the decompression tank and the external heat exchanger are connected via an extraction path and a return path, 2. The refrigerator according to claim 1, wherein water in the decompression tank can be circulated between the external heat exchanger and the external heat exchanger.

請求項2に記載の発明によれば、減圧タンクと外部熱交換器との間で水を循環させ、外部熱交換器にて被冷却物の冷却を図ることができる。たとえば、外部熱交換器を室内機として、空調機を構成することができる。   According to invention of Claim 2, water can be circulated between a pressure-reduction tank and an external heat exchanger, and cooling of a to-be-cooled object can be aimed at by an external heat exchanger. For example, an air conditioner can be configured using an external heat exchanger as an indoor unit.

請求項3に記載の発明は、前記減圧タンク内に内部熱交換器が設けられる一方、前記減圧タンク外に外部熱交換器が設けられ、前記内部熱交換器と前記外部熱交換器とは、取出路と戻し路とを介して接続され、前記内部熱交換器と前記外部熱交換器との間を、被冷却液が循環可能とされたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機である。   In the invention according to claim 3, an internal heat exchanger is provided in the decompression tank, while an external heat exchanger is provided outside the decompression tank, and the internal heat exchanger and the external heat exchanger are: 2. The refrigerator according to claim 1, wherein the refrigerator is connected via an extraction path and a return path, and the liquid to be cooled can be circulated between the internal heat exchanger and the external heat exchanger. It is.

請求項3に記載の発明によれば、内部熱交換器と外部熱交換器との間で被冷却液を循環させ、外部熱交換器にて被冷却物の冷却を図ることができる。たとえば、外部熱交換器を室内機として、空調機を構成することができる。   According to invention of Claim 3, a to-be-cooled liquid can be circulated between an internal heat exchanger and an external heat exchanger, and cooling of a to-be-cooled object can be aimed at with an external heat exchanger. For example, an air conditioner can be configured using an external heat exchanger as an indoor unit.

請求項4に記載の発明は、空調機に用いられ、その室内機は前記外部熱交換器とファンとを備えることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の冷凍機である。   Invention of Claim 4 is used for an air conditioner, The indoor unit is provided with the said external heat exchanger and a fan, The refrigerator of Claim 2 or Claim 3 characterized by the above-mentioned.

請求項4に記載の発明によれば、外部熱交換器を室内機として用いて、空調機を構成することができる。すなわち、外部熱交換器に、減圧タンクからの冷媒を通すことで、クーラーとすることができる。   According to invention of Claim 4, an air conditioner can be comprised using an external heat exchanger as an indoor unit. That is, it can be set as a cooler by letting the refrigerant from the decompression tank pass through the external heat exchanger.

請求項5に記載の発明は、前記空調機の起動時、前記水蒸気圧縮機による前記減圧タンク内の減圧により、前記減圧タンク内の水温が所定温度以下になるまで、前記ファンの回転を停止することを特徴とする請求項4に記載の冷凍機である。   According to a fifth aspect of the present invention, when the air conditioner is started, the rotation of the fan is stopped until the water temperature in the decompression tank becomes equal to or lower than a predetermined temperature due to the decompression in the decompression tank by the steam compressor. The refrigerator according to claim 4.

請求項5に記載の発明によれば、減圧タンク内の水温が所定温度以下になるまでファンを停止させるので、空調機の起動時に、室内機から熱風が吹き出るのが防止される。   According to the fifth aspect of the present invention, since the fan is stopped until the water temperature in the decompression tank becomes equal to or lower than the predetermined temperature, hot air is prevented from blowing out from the indoor unit when the air conditioner is started.

請求項6に記載の発明は、前記空調機の運転中、前記減圧タンク内の水温、前記戻し路内の液温、または前記室内機が設置される部屋の室温を監視し、この監視温度に基づき、前記取出路に設けたポンプ、および/または、前記ファンの作動を制御することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の冷凍機である。   According to the sixth aspect of the present invention, during the operation of the air conditioner, the water temperature in the decompression tank, the liquid temperature in the return path, or the room temperature of the room in which the indoor unit is installed is monitored, and the monitored temperature is set to this monitoring temperature. 6. The refrigerator according to claim 4 or 5, wherein the operation of the pump and / or the fan provided in the take-out path is controlled.

請求項6に記載の発明によれば、水温もしくは液温、または室温に基づき、ポンプおよび/またはファンの作動が制御される。これにより、室内を一層快適な空間に維持することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the operation of the pump and / or the fan is controlled based on the water temperature, the liquid temperature, or the room temperature. Thereby, the room can be maintained in a more comfortable space.

この発明の冷凍機によれば、簡易な構成および制御で、所望温度の冷水を得ることができる。また、蒸気ボイラとの相性もよく、環境にもやさしい冷凍機とすることができる。   According to the refrigerator of the present invention, cold water having a desired temperature can be obtained with a simple configuration and control. Moreover, it can be used as a refrigerator that is compatible with the steam boiler and is friendly to the environment.

本発明の冷凍機の実施例1の使用状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the use condition of Example 1 of the refrigerator of this invention. 本発明の冷凍機の実施例2の使用状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the use condition of Example 2 of the refrigerator of this invention.

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の冷凍機は、蒸気を用いて動力を起こす蒸気エンジンと、この蒸気エンジンにより駆動される圧縮機と、この圧縮機の吸込みにより減圧されて貯留水の冷却が図られる減圧タンクとを備える。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
The refrigerator of the present invention includes a steam engine that generates power using steam, a compressor driven by the steam engine, and a decompression tank that is depressurized by suction of the compressor and cools stored water. .

蒸気エンジンは、蒸気を用いて動力を起こす装置であり、蒸気タービンまたはスクリュ式蒸気エンジンなどで構成される。この際、同種または異種の複数の装置で構成されてもよい。なお、スクリュ式蒸気エンジンは、互いにかみ合うスクリュロータ間に蒸気が導入され、その蒸気によりスクリュロータを回転させつつ蒸気を膨張して減圧し、その際のスクリュロータの回転により動力を得る装置である。   The steam engine is a device that generates power using steam, and includes a steam turbine or a screw-type steam engine. At this time, it may be configured by a plurality of devices of the same type or different types. The screw-type steam engine is a device in which steam is introduced between screw rotors that mesh with each other, and the steam is expanded and decompressed while rotating the screw rotor, and power is obtained by rotation of the screw rotor at that time. .

圧縮機は、蒸気エンジンにより駆動され、減圧タンク内の気体を吸い込んで、圧縮して吐出する。圧縮機は、往復式や回転式など、その種類を特に問わないが、たとえばスクリュ式とされる。スクリュ式圧縮機は、互いにかみ合って回転するスクリュロータ間に気体を吸入して、スクリュロータの回転により圧縮して吐出する装置である。圧縮機も、同種または異種の複数の装置で構成されてもよい。   The compressor is driven by a steam engine, sucks the gas in the decompression tank, compresses it, and discharges it. The type of the compressor is not particularly limited, such as a reciprocating type or a rotary type, but is, for example, a screw type. A screw compressor is a device that sucks gas between screw rotors that mesh with each other and rotate, and compresses and discharges the gas by rotation of the screw rotor. The compressor may also be composed of a plurality of devices of the same type or different types.

減圧タンクは、中空容器から形成され、中途まで水が貯留される。圧縮機は、減圧タンク内の気相部に接続され、減圧タンク内の気体を吸引排出して、減圧タンク内を減圧する。   The decompression tank is formed from a hollow container and stores water halfway. The compressor is connected to a gas phase part in the decompression tank, and sucks and discharges the gas in the decompression tank to decompress the inside of the decompression tank.

減圧タンク内が減圧されると、減圧タンク内の水は真空冷却を図られる。すなわち、減圧タンク内が減圧されると、減圧タンク内の飽和温度が低下する。従って、減圧タンク内の水は、その水温が前記飽和温度よりも高ければ、蒸発を促され、その蒸発潜熱により冷却を図られる。この際、蒸発により生じる水蒸気は、圧縮機により吸引排出される。そのため、圧縮機は、水蒸気圧縮機ということができる。   When the pressure in the pressure reducing tank is reduced, the water in the pressure reducing tank is vacuum cooled. That is, when the pressure in the vacuum tank is reduced, the saturation temperature in the vacuum tank decreases. Therefore, if the water temperature in the decompression tank is higher than the saturation temperature, evaporation is promoted and cooling is performed by the latent heat of evaporation. At this time, water vapor generated by evaporation is sucked and discharged by the compressor. Therefore, the compressor can be referred to as a steam compressor.

このようにして、減圧タンク内を所望の圧力まで減圧維持して、減圧タンク内の水を所望の温度とすることができる。このような一連の処理の際には、減圧タンク内へ適宜給水することで、減圧タンク内を所望の水位に維持することが好ましい。   In this manner, the pressure in the vacuum tank can be maintained at a desired pressure, and the water in the vacuum tank can be brought to the desired temperature. In such a series of treatments, it is preferable to maintain a desired water level in the decompression tank by appropriately supplying water into the decompression tank.

蒸気エンジンには、蒸気供給源から給蒸路を介して、蒸気が供給される。蒸気供給源は、典型的には蒸気ボイラである。蒸気ボイラには給水タンクから水(通常、軟水が用いられる)が供給され、その水は蒸気ボイラにて蒸気化される。蒸気ボイラからの蒸気は、蒸気エンジンの他、所望により、各種の蒸気使用装置に供給可能とされる。この際、蒸気ボイラからの蒸気は、一旦、蒸気ヘッダに供給され、その蒸気ヘッダの蒸気が、給蒸路を介して蒸気エンジンに供給されたり、蒸気使用装置に供給されたりしてもよい。一方、蒸気エンジンにて使用後の蒸気は、排蒸路を介して排出される。   Steam is supplied to the steam engine from a steam supply source via a steam supply path. The steam source is typically a steam boiler. Water (usually soft water is used) is supplied from the water supply tank to the steam boiler, and the water is vaporized by the steam boiler. In addition to the steam engine, the steam from the steam boiler can be supplied to various steam using devices as desired. At this time, the steam from the steam boiler may be temporarily supplied to the steam header, and the steam in the steam header may be supplied to the steam engine through the steam supply path or supplied to the steam using device. On the other hand, the steam after use in the steam engine is discharged through the exhaust steam path.

蒸気エンジンは、蒸気を減圧するものであるから、減圧弁としても機能する。それ故、特にスクリュ式蒸気エンジンの場合、蒸気エンジンにて使用後の蒸気は、従来の減圧弁通過後の蒸気と同様に利用可能である。すなわち、従来、蒸気ボイラからの蒸気は、減圧弁を介して蒸気使用装置に供給されるが、それと同様に、蒸気エンジンにて使用後の蒸気も、蒸気使用装置に供給できる。この際、蒸気エンジンからの蒸気は、排蒸路を介して一旦、蒸気ヘッダに供給され、その蒸気ヘッダの蒸気が、蒸気使用装置に供給されてもよい。   Since the steam engine depressurizes steam, it also functions as a pressure reducing valve. Therefore, particularly in the case of a screw-type steam engine, the steam after use in the steam engine can be used in the same manner as the steam after passing through the conventional pressure reducing valve. That is, conventionally, the steam from the steam boiler is supplied to the steam using device via the pressure reducing valve. Similarly, the steam after use in the steam engine can be supplied to the steam using device. At this time, the steam from the steam engine may be temporarily supplied to the steam header via the exhaust steam path, and the steam in the steam header may be supplied to the steam using device.

蒸気エンジンの制御は、蒸気エンジンへの給蒸の有無または量を制御してなされる。具体的には、蒸気エンジンへの給蒸路に給蒸弁を設け、この給蒸弁の開閉または開度を制御する。これにより、蒸気エンジンへの給蒸の有無または量を変更でき、蒸気エンジンの作動の有無または出力を変更できる。   The steam engine is controlled by controlling whether or not steam is supplied to the steam engine. Specifically, a steam supply valve is provided in the steam supply path to the steam engine, and the opening / closing or opening degree of the steam supply valve is controlled. Thereby, the presence / absence or amount of steam supply to the steam engine can be changed, and the presence / absence or output of the steam engine can be changed.

たとえば、蒸気エンジンが蒸気タービンの場合、給蒸弁の開閉を制御することで、蒸気タービンへの給蒸の有無を切り替えればよい。これにより、蒸気タービンの作動の有無を変更することができる。一方、蒸気エンジンがスクリュ式蒸気エンジンの場合、蒸気タービンの場合と同様に給蒸弁の開閉を制御してもよいし、給蒸弁の開度を制御してもよい。給蒸弁の開度を制御する場合、スクリュ式蒸気エンジンへの給蒸量を調整して、スクリュ式蒸気エンジンの出力を変更することができる。   For example, when the steam engine is a steam turbine, the presence or absence of steam supply to the steam turbine may be switched by controlling the opening and closing of the steam supply valve. Thereby, the presence or absence of the action | operation of a steam turbine can be changed. On the other hand, when the steam engine is a screw-type steam engine, the opening / closing of the steam supply valve may be controlled as in the case of the steam turbine, or the opening of the steam supply valve may be controlled. When controlling the opening degree of the steam supply valve, the output of the screw steam engine can be changed by adjusting the amount of steam supply to the screw steam engine.

但し、蒸気エンジンの制御は、以上の構成に限らない。すなわち、蒸気エンジンは、給蒸の有無または量が変更可能であれば足り、給蒸路に給蒸弁を設けて、その給蒸弁により制御する必要は必ずしもない。たとえば、蒸気エンジンに対する給蒸路と排蒸路とをバイパス路で接続し、このバイパス路に設けたバイパス弁の開閉または開度を制御してもよい。また、前記給蒸弁と前記バイパス弁の双方を設けて、蒸気エンジンへの給蒸の有無または量を制御してもよい。   However, the control of the steam engine is not limited to the above configuration. That is, the steam engine only needs to be able to change the presence or amount of steaming, and it is not always necessary to provide a steaming valve in the steaming path and control the steaming valve. For example, the steam supply path and the exhaust steam path for the steam engine may be connected by a bypass path, and the opening / closing or opening degree of a bypass valve provided in the bypass path may be controlled. Moreover, you may provide both the said steam supply valve and the said bypass valve, and may control the presence or amount of steam supply to a steam engine.

蒸気エンジンは、減圧タンク内の圧力および/または温度に基づき、制御器により給蒸を制御される。そのために、減圧タンクには、圧力センサおよび/または温度センサが設けられる。減圧タンク内は飽和環境下とされるので、減圧タンク内の液相部または気相部のいずれに、いずれのセンサを設けてもよい。典型的には、減圧タンク内の液相部に温度センサを設けて水温を監視する。あるいは、これに代えてまたはこれに加えて、減圧タンク内の気相部に圧力センサを設けて圧力を監視する。   The steam engine is controlled in steam supply by a controller based on the pressure and / or temperature in the decompression tank. For this purpose, the pressure reducing tank is provided with a pressure sensor and / or a temperature sensor. Since the inside of the decompression tank is in a saturated environment, any sensor may be provided in either the liquid phase part or the gas phase part in the decompression tank. Typically, a temperature sensor is provided in the liquid phase part in the decompression tank to monitor the water temperature. Alternatively, instead of or in addition to this, a pressure sensor is provided in the gas phase portion in the decompression tank to monitor the pressure.

このようにして得られる冷水は、空調や食品冷却などに用いられる。冷水の利用の仕方により、次の二つの実施形態を挙げることができる。   The cold water thus obtained is used for air conditioning and food cooling. The following two embodiments can be mentioned depending on how the cold water is used.

第一実施形態では、減圧タンク外に外部熱交換器を設け、減圧タンクと外部熱交換器とを、取出路と戻し路とで接続する。そして、減圧タンクと外部熱交換器との間で、減圧タンク内の水をポンプにより循環可能とする。この場合、冷水は、外部熱交換器へ循環供給され、外部熱交換器において熱を奪うことになる。この実施形態の場合、戻し路から減圧タンク内へ水を戻す際、散水または噴霧することで、貯留水の冷却を促すこともできる。   In the first embodiment, an external heat exchanger is provided outside the decompression tank, and the decompression tank and the external heat exchanger are connected by an extraction path and a return path. Then, the water in the decompression tank can be circulated by a pump between the decompression tank and the external heat exchanger. In this case, the cold water is circulated and supplied to the external heat exchanger, and heat is taken away in the external heat exchanger. In the case of this embodiment, when returning water from the return path into the decompression tank, cooling of the stored water can be promoted by spraying or spraying water.

第二実施形態では、減圧タンク内に内部熱交換器を設ける一方、減圧タンク外に外部熱交換器を設け、内部熱交換器と外部熱交換器とを、取出路と戻し路とで接続する。そして、内部熱交換器と外部熱交換器との間で、被冷却液(水でもよい)をポンプにより循環可能とする。この場合、被冷却液は、内部熱交換器において冷水で冷却され、外部熱交換器において熱を奪うことになる。   In the second embodiment, an internal heat exchanger is provided in the decompression tank, while an external heat exchanger is provided outside the decompression tank, and the internal heat exchanger and the external heat exchanger are connected by an extraction path and a return path. . Then, the liquid to be cooled (or water) can be circulated by a pump between the internal heat exchanger and the external heat exchanger. In this case, the liquid to be cooled is cooled with cold water in the internal heat exchanger, and takes heat in the external heat exchanger.

その他の実施形態として、減圧タンク内の水は、所望温度まで冷却されてから、大気圧まで戻した後または戻しつつ、負荷との熱交換(たとえば食材の冷却)に使用され、使い捨てられてもよい。この場合、減圧下の水を大気圧に戻すことで、蒸発潜熱を利用することもできる。また、前記第二実施形態において、被冷却液は、内部熱交換器に通されて冷却を図られた後、負荷との熱交換に使用され、使い捨てられてもよい。このように、第一実施形態および第二実施形態では、循環仕様とされるが、流水仕様としてもよい。   In another embodiment, the water in the vacuum tank is used for heat exchange with the load (for example, cooling of foodstuffs) after being cooled to a desired temperature and then returned to atmospheric pressure or returned to the atmospheric pressure. Good. In this case, latent heat of vaporization can also be used by returning the water under reduced pressure to atmospheric pressure. In the second embodiment, the liquid to be cooled may be used for heat exchange with a load after being passed through an internal heat exchanger to be cooled, and may be disposable. Thus, in 1st embodiment and 2nd embodiment, although it is set as circulation specification, it is good also as flowing water specification.

第一実施形態および第二実施形態の冷凍機は、好適には空調機に用いられる。この場合、空調機は、室内機として、前記外部熱交換器とファンとを備える。一方、蒸気エンジンおよび圧縮機の他、減圧タンクは、通常、室外機とされる。   The refrigerators of the first embodiment and the second embodiment are preferably used for air conditioners. In this case, the air conditioner includes the external heat exchanger and the fan as an indoor unit. On the other hand, in addition to the steam engine and the compressor, the decompression tank is usually an outdoor unit.

空調機は、前述したように、減圧タンク内の圧力および/または温度に基づき、蒸気エンジンへの給蒸を制御されて、減圧タンク内の水温が所望温度とされる。減圧タンク内の水を攪拌することで、水温にムラが生じるのを防止してもよい。   As described above, the air conditioner controls the steam supply to the steam engine based on the pressure and / or temperature in the decompression tank, and the water temperature in the decompression tank is set to the desired temperature. By stirring the water in the vacuum tank, the water temperature may be prevented from becoming uneven.

空調機の起動時には、圧縮機による減圧タンク内の減圧により、減圧タンク内の水温が所定温度以下になるまで、ファンの回転を停止するのがよい。これにより、空調機の起動時に、室内機から熱風が吹き出るのが防止される。また、この際、ポンプを作動させておけば、前述した取出路や戻し路内の液体の冷却を図ることもできる。   When starting the air conditioner, it is preferable to stop the rotation of the fan until the water temperature in the decompression tank becomes a predetermined temperature or less due to the decompression in the decompression tank by the compressor. This prevents hot air from blowing out from the indoor unit when the air conditioner is started. At this time, if the pump is operated, the liquid in the take-out path and the return path described above can be cooled.

空調機の運転中、減圧タンク内の水温、戻し路内の液温、または室内機が設置される部屋の室温を監視し、この監視温度に基づき、蒸気エンジンへの給蒸を制御してもよい。たとえば、減圧タンク内の水温を設定温度域に維持する場合、その上限温度になれば、給蒸弁を開いて蒸気エンジンを作動させ、下限温度になれば、給蒸弁を閉じて蒸気エンジンを停止させる。あるいは、減圧タンク内の水温に基づき、給蒸弁の開度を制御して、減圧タンク内の水温を設定温度域に維持してもよい。減圧タンク内の水温ではなく、戻し路内の液温や、室内機が設置される室温に基づいても、同様に制御できる。   While the air conditioner is in operation, the water temperature in the decompression tank, the liquid temperature in the return path, or the room temperature of the room where the indoor unit is installed can be monitored, and steam supply to the steam engine can be controlled based on this monitored temperature. Good. For example, when maintaining the water temperature in the decompression tank within the set temperature range, if the upper limit temperature is reached, the steam supply valve is opened and the steam engine is operated, and if the lower limit temperature is reached, the steam supply valve is closed and the steam engine is turned off. Stop. Or you may control the opening degree of a steam supply valve based on the water temperature in a pressure reduction tank, and may maintain the water temperature in a pressure reduction tank in a preset temperature range. The same control can be performed not based on the water temperature in the decompression tank but also on the liquid temperature in the return path or the room temperature where the indoor unit is installed.

また、空調機の運転中、減圧タンク内の水温、戻し路内の液温、または室内機が設置される部屋の室温を監視し、この監視温度に基づき、取出路に設けたポンプ、および/または、ファンの作動を制御してもよい。たとえば、減圧タンク内の水温が所定温度を超えると、ポンプおよび/またはファンを停止することで、室内への熱風が吹き出るのが防止される。また、液温または室温に基づき、ポンプおよび/またはファンの作動を制御することで、室内を所望温度に維持することが図られる。   In addition, during the operation of the air conditioner, the water temperature in the decompression tank, the liquid temperature in the return path, or the room temperature of the room in which the indoor unit is installed is monitored, and based on this monitored temperature, Or you may control the action | operation of a fan. For example, when the water temperature in the decompression tank exceeds a predetermined temperature, the pump and / or fan is stopped to prevent hot air from blowing into the room. Further, it is possible to maintain the room at a desired temperature by controlling the operation of the pump and / or the fan based on the liquid temperature or the room temperature.

上述した冷凍機によれば、減圧タンク内の飽和温度(飽和圧力ともいえる)を調整することで、所望温度の冷水を得ることができる。これにより、空調機に用いる場合には、減圧タンク内の飽和温度を変更することで、冷水温度を変更して、室内の目標温度を変更することができる。   According to the above-described refrigerator, cold water having a desired temperature can be obtained by adjusting the saturation temperature (also referred to as saturation pressure) in the decompression tank. Thereby, when using it for an air conditioner, by changing the saturation temperature in the decompression tank, the cold water temperature can be changed and the indoor target temperature can be changed.

ところで、圧縮機から吐出される水蒸気は、蒸気エンジンへ給蒸するための蒸気ボイラへの給水と熱交換させるのがよい。さらに、その凝縮水は、ボイラへの給水タンクに供給するのがよい。すなわち、圧縮機からの高温高圧の水蒸気は、ボイラへの給水などと熱交換器にて熱交換を図られた後、給水ポンプより上流側(たとえば給水タンク)へ戻すのがよい。この場合、減圧タンク内に貯留される水は、ボイラへの給水と同様に、軟水とするのが好ましい。   By the way, the steam discharged from the compressor is preferably heat-exchanged with the feed water to the steam boiler for steaming the steam engine. Further, the condensed water is preferably supplied to a water supply tank to the boiler. That is, the high-temperature and high-pressure steam from the compressor is preferably returned to the upstream side (for example, a water supply tank) from the water supply pump after heat exchange with the water supply to the boiler or the like is performed in the heat exchanger. In this case, the water stored in the decompression tank is preferably soft water, similar to the water supply to the boiler.

また、上述した冷凍機の場合、減圧タンクなどから構成される冷凍回路内に空気が存在すると、空気分圧の上昇により蒸発潜熱の低下を招くので、冷凍回路内には空気が混入されない構成とされる。また、冷凍機の起動時に、前記圧縮機を用いて、冷凍回路内からの空気排除を図ってもよい。この空気排除中、圧縮機からの吐出気体は、蒸気ボイラへは戻されない。さらに、減圧タンクに補給される水も、脱気を図られたものとするのが好ましい。   Further, in the case of the above-described refrigerator, if air is present in a refrigeration circuit including a decompression tank or the like, the increase in air partial pressure causes a decrease in latent heat of vaporization, so that no air is mixed into the refrigeration circuit. Is done. Moreover, you may aim at the air exclusion from the inside of a refrigerating circuit using the said compressor at the time of starting of a refrigerator. During this air exclusion, the discharge gas from the compressor is not returned to the steam boiler. Furthermore, it is preferable that the water supplied to the decompression tank is also deaerated.

以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の冷凍機の実施例1の使用状態を示す概略図である。本実施例の冷凍機1は、空調のために冷水を得るためのチラーとして用いられ、空調機2の一部を構成する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a usage state of the first embodiment of the refrigerator according to the present invention. The refrigerator 1 of the present embodiment is used as a chiller for obtaining cold water for air conditioning, and constitutes a part of the air conditioner 2.

本実施例の冷凍機1は、蒸気ボイラ3からの蒸気を用いて動力を起こす蒸気エンジン4と、この蒸気エンジン4により駆動される圧縮機5と、この圧縮機5の吸込みにより減圧されて貯留水の冷却が図られる減圧タンク6と、この減圧タンク6内の水が給排水される外部熱交換器7とを備える。そして、このような構成の冷凍機1と、その外部熱交換器7を介して室内へ送風するためのファン8とから、空調機2が構成される。この場合、空調機2の室内機は、外部熱交換器7とファン8とを備える。一方、蒸気エンジン4および圧縮機5の他、減圧タンク6は、通常、室外機とされる。図1において、一点鎖線は、室内外の仕切りを示している。   The refrigerator 1 according to the present embodiment stores a steam engine 4 that generates power using steam from the steam boiler 3, a compressor 5 that is driven by the steam engine 4, and a reduced pressure due to suction of the compressor 5. A decompression tank 6 for cooling the water and an external heat exchanger 7 for supplying and discharging water in the decompression tank 6 are provided. And the air conditioner 2 is comprised from the refrigerator 1 of such a structure and the fan 8 for ventilating indoors through the external heat exchanger 7. FIG. In this case, the indoor unit of the air conditioner 2 includes an external heat exchanger 7 and a fan 8. On the other hand, in addition to the steam engine 4 and the compressor 5, the decompression tank 6 is usually an outdoor unit. In FIG. 1, an alternate long and short dash line indicates an indoor / outdoor partition.

蒸気ボイラ3は、その構成を特に問わないが、図示例の場合、円筒状の缶体を備える貫流ボイラとされる。蒸気ボイラ3には、給水タンク9内の水が、給水ポンプ10により給水路11を介して供給可能とされる。給水タンク9は、所定量の水を貯留する。この水は、好ましくは軟水とされる。軟水を用いる場合、給水タンク9への給水路12には、軟水装置(図示省略)が設置される。軟水装置は、イオン交換樹脂などを用いて、原水中に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの硬度分を除去する装置である。   The configuration of the steam boiler 3 is not particularly limited. In the illustrated example, the steam boiler 3 is a once-through boiler including a cylindrical can body. Water in the water supply tank 9 can be supplied to the steam boiler 3 through a water supply path 11 by a water supply pump 10. The water supply tank 9 stores a predetermined amount of water. This water is preferably soft water. When soft water is used, a water softening device (not shown) is installed in the water supply path 12 to the water supply tank 9. The soft water device is a device that removes hardness components such as calcium and magnesium contained in raw water using an ion exchange resin or the like.

このようにして蒸気ボイラ3に供給された水は、バーナの燃焼により加熱され蒸気化される。その蒸気は、気水分離器(図示省略)や主蒸気弁(図示省略)の他、所望により蒸気ヘッダ(図示省略)を介して、蒸気エンジン4や蒸気使用装置(図示省略)に供給される。   Thus, the water supplied to the steam boiler 3 is heated and vaporized by the combustion of the burner. The steam is supplied to a steam engine 4 and a steam using device (not shown) via a steam header (not shown) as desired in addition to a steam separator (not shown) and a main steam valve (not shown). .

蒸気エンジン4は、蒸気を受けて動力を起こし、圧縮機5を駆動する。蒸気エンジン4は、その構成を特に問わないが、たとえば蒸気タービンやスクリュ式蒸気エンジンとされる。スクリュ式蒸気エンジンは、互いにかみ合うスクリュロータ間に蒸気が導入され、その蒸気によりスクリュロータを回転させつつ蒸気を膨張して減圧し、その際のスクリュロータの回転により動力を得る装置である。蒸気エンジン4は、同種または異種の複数の装置で構成されてもよい。   The steam engine 4 receives the steam to generate power and drives the compressor 5. The configuration of the steam engine 4 is not particularly limited. For example, the steam engine 4 is a steam turbine or a screw-type steam engine. A screw-type steam engine is an apparatus in which steam is introduced between screw rotors that mesh with each other, and the steam is expanded and decompressed while rotating the screw rotor by the steam, and power is obtained by rotation of the screw rotor at that time. The steam engine 4 may be composed of a plurality of devices of the same type or different types.

蒸気エンジン4には、蒸気ボイラ3からの蒸気が、給蒸路13を介して供給される。蒸気ボイラ3から蒸気エンジン4への給蒸路13には、給蒸弁14が設けられる。この給蒸弁14の開閉を制御することで、蒸気エンジン4の作動の有無が切り替えられる。但し、給蒸弁14の開度を制御して、蒸気エンジン4の出力を調整可能としてもよい。   Steam from the steam boiler 3 is supplied to the steam engine 4 via a steam supply path 13. A steam supply path 14 from the steam boiler 3 to the steam engine 4 is provided with a steam supply valve 14. By controlling the opening / closing of the steam supply valve 14, the operation of the steam engine 4 is switched. However, the output of the steam engine 4 may be adjustable by controlling the opening of the steam supply valve 14.

蒸気エンジン4にて使用後の蒸気は、排蒸路15を介して排出される。蒸気エンジン4は、蒸気を減圧するものであるから、減圧弁としても機能する。それ故、特にスクリュ式蒸気エンジンの場合、蒸気エンジン4にて使用後の蒸気は、従来の減圧弁通過後の蒸気と同様に利用可能である。すなわち、従来、蒸気ボイラ3からの蒸気は、減圧弁を介して蒸気使用装置に供給されるが、それと同様に、蒸気エンジン4にて使用後の蒸気も、蒸気使用装置に供給できる。この際、蒸気エンジン4からの蒸気は、排蒸路15を介して蒸気ヘッダ(図示省略)に供給され、その蒸気ヘッダの蒸気が、蒸気使用装置に供給されてもよい。   The steam after use in the steam engine 4 is discharged through the exhaust steam path 15. Since the steam engine 4 depressurizes steam, it also functions as a pressure reducing valve. Therefore, particularly in the case of a screw-type steam engine, the steam after use in the steam engine 4 can be used in the same manner as the steam after passing through the conventional pressure reducing valve. That is, conventionally, the steam from the steam boiler 3 is supplied to the steam using device via the pressure reducing valve. Similarly, the steam used by the steam engine 4 can be supplied to the steam using device. At this time, the steam from the steam engine 4 may be supplied to a steam header (not shown) via the exhaust steam path 15, and the steam in the steam header may be supplied to the steam using device.

圧縮機5は、その構成を特に問わないが、たとえばスクリュ式の圧縮機とされる。スクリュ式圧縮機は、互いにかみ合って回転するスクリュロータ間に気体を吸入して、スクリュロータの回転により圧縮して吐出する装置である。圧縮機5も、同種または異種の複数の装置で構成されてもよい。   The configuration of the compressor 5 is not particularly limited, but is, for example, a screw type compressor. A screw compressor is a device that sucks gas between screw rotors that mesh with each other and rotate, and compresses and discharges the gas by rotation of the screw rotor. The compressor 5 may also be composed of a plurality of devices of the same type or different types.

圧縮機5は、蒸気エンジン4により駆動される。この際、蒸気エンジン4の出力軸16と、圧縮機5の入力軸17とは、発電機を介することなく、カップリング18で接続される。但し、出力軸16と入力軸17とは、クラッチを介して接続されてもよい。この場合、蒸気エンジン4による圧縮機5の駆動の有無を、クラッチにより切り替えることができる。また、クラッチは、変速機を備えてもよい。この場合、変速比を変更することで、圧縮機5の吐出圧力を変更することができる。さらに、出力軸16と入力軸17とは、電動機(モータ)を介して接続されてもよい。この場合、圧縮機5は、蒸気エンジン4と電動機との内、一方または双方により駆動可能に、駆動割合を変更可能とされる。   The compressor 5 is driven by the steam engine 4. At this time, the output shaft 16 of the steam engine 4 and the input shaft 17 of the compressor 5 are connected by a coupling 18 without going through a generator. However, the output shaft 16 and the input shaft 17 may be connected via a clutch. In this case, whether or not the compressor 5 is driven by the steam engine 4 can be switched by the clutch. Further, the clutch may include a transmission. In this case, the discharge pressure of the compressor 5 can be changed by changing the gear ratio. Furthermore, the output shaft 16 and the input shaft 17 may be connected via an electric motor (motor). In this case, the drive ratio of the compressor 5 can be changed so that the compressor 5 can be driven by one or both of the steam engine 4 and the electric motor.

減圧タンク6は、中空容器から形成され、圧縮機5の吸込みにより減圧可能とされる。減圧タンク6内へは、補給水路19を介して水が供給可能とされる。減圧タンク6内は圧縮機5により減圧されるので、補給水路19からの水は、減圧弁20を介して減圧タンク6内に供給される。補給水路19には、減圧弁20の他、給水弁(図示省略)が設けられており、この給水弁を制御することで、減圧タンク6内は所定水位に維持される。   The decompression tank 6 is formed of a hollow container and can be decompressed by suction of the compressor 5. Water can be supplied into the decompression tank 6 via the replenishment water channel 19. Since the inside of the decompression tank 6 is decompressed by the compressor 5, the water from the make-up water channel 19 is supplied into the decompression tank 6 through the decompression valve 20. The replenishment water channel 19 is provided with a water supply valve (not shown) in addition to the pressure reducing valve 20, and the inside of the pressure reducing tank 6 is maintained at a predetermined water level by controlling this water supply valve.

このようにして、減圧タンク6内は、中途まで水が貯留され、下方が液相部とされ、上方が気相部とされる。減圧タンク6の気相部には、排気路21を介して圧縮機5が接続される。これにより、圧縮機5を駆動すると、減圧タンク6内の気体が圧縮機5へ吸引排出され、減圧タンク6内の減圧が図られる。   In this way, water is stored in the decompression tank 6 halfway, the lower part is the liquid phase part, and the upper part is the gas phase part. The compressor 5 is connected to the gas phase portion of the decompression tank 6 through the exhaust passage 21. Thus, when the compressor 5 is driven, the gas in the decompression tank 6 is sucked and discharged to the compressor 5, and the decompression in the decompression tank 6 is achieved.

減圧タンク6内が減圧されると、減圧タンク6内の水は真空冷却を図られる。すなわち、減圧タンク6内が減圧されると、減圧タンク6内の飽和温度が低下する。従って、減圧タンク6内の水は、その水温が前記飽和温度よりも高ければ、蒸発を促され、その蒸発潜熱により冷却を図られる。この際、蒸発により生じる水蒸気は、圧縮機5により吸引排出される。そのため、圧縮機5は、水蒸気圧縮機ということができる。   When the pressure in the pressure reducing tank 6 is reduced, the water in the pressure reducing tank 6 is vacuum cooled. That is, when the pressure in the vacuum tank 6 is reduced, the saturation temperature in the vacuum tank 6 decreases. Therefore, if the water temperature in the decompression tank 6 is higher than the saturation temperature, evaporation is promoted and cooling is performed by the latent heat of evaporation. At this time, water vapor generated by evaporation is sucked and discharged by the compressor 5. Therefore, it can be said that the compressor 5 is a water vapor compressor.

圧縮機5は、減圧タンク6から吸い込んだ水蒸気を、断熱圧縮して高温の水蒸気とする。圧縮機5から吐出される高温の水蒸気は、蒸気ボイラ3への給水の予熱に利用される。そのために、本実施例では、蒸気ボイラ3への給水路11の中途(図示例では給水ポンプ10と蒸気ボイラ3との間)と、圧縮機5からの水蒸気吐出路22の中途とに、熱交換器23を設置している。これにより、圧縮機5からの高温の水蒸気は、蒸気ボイラ3への給水と間接熱交換して、凝縮を促される。その後、その凝縮水は、給水タンク9内に入れられる。このような点を考慮して、補給水路19から減圧タンク6に供給される水は、蒸気ボイラ3への給水と同様に、軟水(特に脱気された軟水)であるのが好ましい。   The compressor 5 adiabatically compresses the water vapor sucked from the decompression tank 6 into high-temperature water vapor. The high-temperature steam discharged from the compressor 5 is used for preheating water supplied to the steam boiler 3. For this reason, in this embodiment, heat is supplied in the middle of the water supply path 11 to the steam boiler 3 (between the water supply pump 10 and the steam boiler 3 in the illustrated example) and in the middle of the water vapor discharge path 22 from the compressor 5. An exchanger 23 is installed. Thereby, the hot water vapor | steam from the compressor 5 carries out an indirect heat exchange with the water supply to the steam boiler 3, and is condensed. Thereafter, the condensed water is put into the water supply tank 9. Considering such points, the water supplied from the replenishment water channel 19 to the decompression tank 6 is preferably soft water (particularly, degassed soft water), similarly to the water supply to the steam boiler 3.

空調機2が設置される室内には、室内機として、外部熱交換器7とファン8とが設けられる。外部熱交換器7は、取出路24と戻し路25とを介して、減圧タンク6と接続される。この際、少なくとも取出路24は、減圧タンク6の液相部に接続される。逆にいうと、減圧タンク6内の水位は、取出路24との接続口よりも上方に維持される。また、取出路24には、循環ポンプ26が設けられる。これにより、減圧タンク6内の水は、取出路24を介して外部熱交換器7に供給され、戻し路25を介して減圧タンク6に戻される。戻し路25から減圧タンク6内に水を戻す際、減圧タンク6内の上部から散水または噴霧してもよい。減圧タンク6内は圧縮機5より減圧され、また循環ポンプ26の吐出圧を考慮して、戻し路25には減圧弁27が設けられる。   In the room where the air conditioner 2 is installed, an external heat exchanger 7 and a fan 8 are provided as indoor units. The external heat exchanger 7 is connected to the decompression tank 6 through an extraction path 24 and a return path 25. At this time, at least the take-out path 24 is connected to the liquid phase portion of the decompression tank 6. In other words, the water level in the decompression tank 6 is maintained above the connection port with the extraction path 24. A circulation pump 26 is provided in the take-out path 24. Thereby, the water in the decompression tank 6 is supplied to the external heat exchanger 7 through the take-out path 24 and returned to the decompression tank 6 through the return path 25. When returning water from the return path 25 into the decompression tank 6, water may be sprayed or sprayed from the upper part of the decompression tank 6. The inside of the decompression tank 6 is decompressed by the compressor 5, and a decompression valve 27 is provided in the return path 25 in consideration of the discharge pressure of the circulation pump 26.

ファン8は、それを作動させた際に生ずる風が、外部熱交換器7を通るように設置される。この際、ファン8からの吐出空気が、外部熱交換器7を通過して室内へ送り出されてもよいし、ファン8への吸込空気が、外部熱交換器7を通過し、その後、ファン8により室内へ送り出されてもよい。   The fan 8 is installed so that wind generated when the fan 8 is operated passes through the external heat exchanger 7. At this time, the discharge air from the fan 8 may be sent into the room through the external heat exchanger 7, or the air sucked into the fan 8 passes through the external heat exchanger 7 and then the fan 8. May be sent into the room.

減圧タンク6には、圧力センサおよび/または温度センサが設けられる。図示例では、減圧タンク6の液相部に温度センサ28を設け、減圧タンク6内の水温を検出する。これに代えてまたはこれに加えて、減圧タンク6の気相部に圧力センサを設け、減圧タンク6内の圧力を検出してもよい。   The decompression tank 6 is provided with a pressure sensor and / or a temperature sensor. In the illustrated example, a temperature sensor 28 is provided in the liquid phase portion of the decompression tank 6 to detect the water temperature in the decompression tank 6. Alternatively or additionally, a pressure sensor may be provided in the gas phase portion of the decompression tank 6 to detect the pressure in the decompression tank 6.

蒸気エンジン4への給蒸弁14、ファン8のモータ29、取出路24の循環ポンプ26、減圧タンク6の温度センサ28などは、制御器30に接続される。そして、制御器30は、温度センサ28の検出温度に基づき給蒸弁14を制御して、減圧タンク6内の水を所望温度に冷却して維持する。この際、温度センサ28に代えて圧力センサを用い、圧力センサの検出圧力に基づき給蒸弁14を制御してもよい。いずれにしても、減圧タンク6内の飽和温度(飽和圧力)を調整することで、所望温度の冷水を得ることができる。また、その飽和温度を変更することで、冷水温度を変更することができる。そして、制御器30は、循環ポンプ26を作動させることで、減圧タンク6内の水を外部熱交換器7に循環供給する。この際、ファン8を作動させることで、室内を効果的に冷房することができる。   A steam supply valve 14 for the steam engine 4, a motor 29 for the fan 8, a circulation pump 26 for the take-out path 24, a temperature sensor 28 for the decompression tank 6, and the like are connected to the controller 30. The controller 30 controls the steam supply valve 14 based on the temperature detected by the temperature sensor 28 to cool and maintain the water in the decompression tank 6 to a desired temperature. At this time, a pressure sensor may be used instead of the temperature sensor 28, and the steam supply valve 14 may be controlled based on the pressure detected by the pressure sensor. In any case, cold water having a desired temperature can be obtained by adjusting the saturation temperature (saturation pressure) in the decompression tank 6. Moreover, cold water temperature can be changed by changing the saturation temperature. Then, the controller 30 circulates and supplies the water in the decompression tank 6 to the external heat exchanger 7 by operating the circulation pump 26. At this time, by operating the fan 8, the room can be effectively cooled.

但し、空調機2の起動時、制御器30は、減圧タンク6内の水温を温度センサ28により監視して、減圧タンク6内の水温が所定温度以下(典型的には前記所望温度)になるまで、ファン8の回転を停止するのがよい。これにより、空調機2の起動時に、室内機から熱風が吹き出るのが防止される。また、この間、循環ポンプ26は作動させておけば、取出路24や戻し路25内の水の冷却も図ることができる。さらに、循環ポンプ26の作動による水の循環により、減圧タンク6内の水を攪拌して、温度ムラを軽減することもできる。   However, when the air conditioner 2 is started, the controller 30 monitors the water temperature in the decompression tank 6 with the temperature sensor 28, and the water temperature in the decompression tank 6 becomes a predetermined temperature or lower (typically, the desired temperature). Until then, the rotation of the fan 8 should be stopped. This prevents hot air from blowing out from the indoor unit when the air conditioner 2 is started. During this time, if the circulation pump 26 is operated, the water in the take-out path 24 and the return path 25 can be cooled. Furthermore, the water in the decompression tank 6 can be agitated by the circulation of the water by the operation of the circulation pump 26 to reduce the temperature unevenness.

また、空調機2の運転中、制御器30は、減圧タンク6内の水温、戻し路25内の液温、または室内機が設置される部屋の室温を監視し、この監視温度に基づき、蒸気エンジン4への給蒸を制御してもよい。たとえば、減圧タンク6内の水温を設定温度域に維持する場合、その上限温度になれば、給蒸弁14を開いて蒸気エンジン4を作動させ、下限温度になれば、給蒸弁14を閉じて蒸気エンジン4を停止させればよい。あるいは、減圧タンク6内の水温に基づき、給蒸弁14の開度を制御して、減圧タンク6内の水温を設定温度域に維持してもよい。減圧タンク6内の水温ではなく、戻し路25内の液温や、室内機が設置される室温に基づいても、同様に制御できる。なお、戻し路25内の液温は、戻し路25に設ける温度センサ(図示省略)により検出され、室温は、室内に設置される温度センサ(図示省略)により検出される。   During the operation of the air conditioner 2, the controller 30 monitors the water temperature in the decompression tank 6, the liquid temperature in the return path 25, or the room temperature of the room in which the indoor unit is installed. Steam supply to the engine 4 may be controlled. For example, when the water temperature in the decompression tank 6 is maintained in the set temperature range, when the upper limit temperature is reached, the steam supply valve 14 is opened and the steam engine 4 is operated, and when the lower limit temperature is reached, the steam supply valve 14 is closed. Then, the steam engine 4 may be stopped. Alternatively, the water temperature in the decompression tank 6 may be maintained within a set temperature range by controlling the opening of the steam supply valve 14 based on the water temperature in the decompression tank 6. The same control can be performed not based on the water temperature in the decompression tank 6 but also on the basis of the liquid temperature in the return path 25 and the room temperature where the indoor unit is installed. The liquid temperature in the return path 25 is detected by a temperature sensor (not shown) provided in the return path 25, and the room temperature is detected by a temperature sensor (not shown) installed indoors.

さらに、空調機2の運転中、制御器30は、減圧タンク6内の水温、戻し路25内の液温、または室内機が設置される部屋の室温を監視し、この監視温度に基づき、取出路24に設けた循環ポンプ26、および/または、ファン8の作動を制御してもよい。たとえば、減圧タンク6内の水温が所定温度を超えると、循環ポンプ26および/またはファン8を停止することで、室内への熱風が吹き出るのが防止される。また、液温または室温に基づき、循環ポンプ26および/またはファン8の作動を制御することで、室内を所望温度に維持することが図られる。   Furthermore, during the operation of the air conditioner 2, the controller 30 monitors the water temperature in the decompression tank 6, the liquid temperature in the return path 25, or the room temperature of the room where the indoor unit is installed, and the take-out is performed based on the monitored temperature. The operation of the circulation pump 26 provided in the passage 24 and / or the fan 8 may be controlled. For example, when the water temperature in the decompression tank 6 exceeds a predetermined temperature, the circulation pump 26 and / or the fan 8 is stopped to prevent hot air from blowing into the room. Further, by controlling the operation of the circulation pump 26 and / or the fan 8 based on the liquid temperature or room temperature, it is possible to maintain the room at a desired temperature.

このように、本実施例の冷凍機1およびこれを用いた空調機2によれば、減圧タンク6内の飽和温度または飽和圧力を調整して、所望温度の冷水を製造し、室内の冷房を図ることができる。ところで、前記空調機2は、冬場に備えて、前記外部熱交換器7に、蒸気または温水を通すことで、暖房可能に構成してもよい。具体的には、蒸気ボイラ3からの蒸気またはこれにより加熱した温水を、前記外部熱交換器7に通せばよい。   Thus, according to the refrigerator 1 of this embodiment and the air conditioner 2 using the same, the saturation temperature or the saturation pressure in the decompression tank 6 is adjusted to produce cold water at a desired temperature, and the indoor cooling is performed. Can be planned. By the way, the said air conditioner 2 may be comprised so that heating is possible by letting a steam or warm water pass through the said external heat exchanger 7 in preparation for winter. Specifically, the steam from the steam boiler 3 or warm water heated thereby may be passed through the external heat exchanger 7.

図2は、本発明の冷凍機およびこれを用いた空調機の実施例2を示す概略図である。本実施例2の冷凍機および空調機は、前記実施例1の冷凍機および空調機と、基本的には同一の構成である。そこで、以下においては、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing Example 2 of the refrigerator of the present invention and an air conditioner using the refrigerator. The refrigerator and air conditioner of Example 2 have basically the same configuration as the refrigerator and air conditioner of Example 1. Therefore, in the following description, differences between the two will be mainly described, and corresponding portions will be described with the same reference numerals.

前記実施例1では、減圧タンク6と外部熱交換器7とを、取出路24と戻し路25とを介して接続し、減圧タンク6内の水を外部熱交換器7に循環供給したが、本実施例2では、減圧タンク6内に内部熱交換器31を設け、この内部熱交換器31と外部熱交換器7とを、取出路24と戻し路25とを介して接続し、内部熱交換器31と外部熱交換器7との間で、被冷却液を循環ポンプ26により循環させる構成である。図示例では、内部熱交換器31は、減圧タンク6の液相部に設けられているが、気相部に設けられてもよい。その他の構成および制御は、前記実施例1と同様のため、説明は省略する。   In the first embodiment, the decompression tank 6 and the external heat exchanger 7 are connected via the extraction path 24 and the return path 25, and the water in the decompression tank 6 is circulated and supplied to the external heat exchanger 7. In the second embodiment, an internal heat exchanger 31 is provided in the decompression tank 6, and the internal heat exchanger 31 and the external heat exchanger 7 are connected via the extraction path 24 and the return path 25, and the internal heat In this configuration, the liquid to be cooled is circulated by the circulation pump 26 between the exchanger 31 and the external heat exchanger 7. In the illustrated example, the internal heat exchanger 31 is provided in the liquid phase part of the decompression tank 6, but may be provided in the gas phase part. Other configurations and controls are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

前記各実施例の構成によれば、水を冷媒とするので、環境にやさしい冷凍機1および空調機2を実現することができる。また、減圧タンク6内は、所望の冷水温度が飽和温度となる程度の真空度になるように、圧力または温度が調整される。そして、この調整は、蒸気エンジン4への給蒸を調整することで、簡易になされる。   According to the structure of each said Example, since water is made into a refrigerant | coolant, the refrigerator 1 and the air conditioner 2 which are kind to an environment are realizable. Further, the pressure or temperature is adjusted in the decompression tank 6 so that the degree of vacuum is such that the desired cold water temperature becomes the saturation temperature. And this adjustment is made simply by adjusting the steam supply to the steam engine 4.

このような構成であるから、既設の蒸気ボイラ3を用いて、その余剰蒸気で冷房を図ることもできる。また、圧縮機5が蒸気で駆動されるので、従来の圧縮式冷凍機や吸収式冷凍機と比較して、電気や燃料の消費量を低減でき、二酸化炭素の排出量も低減することができる。   Since it is such a structure, it can also aim at cooling with the surplus steam using the existing steam boiler 3. FIG. Further, since the compressor 5 is driven by steam, the consumption of electricity and fuel can be reduced and the amount of carbon dioxide emission can be reduced as compared with the conventional compression refrigerator and absorption refrigerator. .

さらに、圧縮機5を用いて減圧タンク6内を減圧することで、高温の水蒸気が発生するが、それを蒸気ボイラ3の給水と熱交換し、凝縮水をそのまま蒸気ボイラ3の給水として用いることができる。これにより、システム全体の熱効率を向上することができる。   Furthermore, by depressurizing the inside of the decompression tank 6 using the compressor 5, high-temperature steam is generated, but heat is exchanged with the feed water of the steam boiler 3, and the condensed water is used as it is as the feed water of the steam boiler 3. Can do. Thereby, the thermal efficiency of the whole system can be improved.

本発明の冷凍機およびこれを用いた空調機は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、蒸気エンジン4および圧縮機5は、所望する真空度に応じて、好適な構成が採用される。また、空調機2としての制御の仕方も、前記実施例に限定されず、適宜に変更可能である。また、前記各実施例では、循環ポンプ26およびファン8は、オンオフ制御されたが、場合によりインバータ制御されてもよい。さらに、前記各実施例では、冷凍機1を空調機2として用いた例を示したが、冷凍機1の用途はこれに限らない。たとえば、冷凍機1で製造した冷水を用いて、食品冷却などを図ってもよい。   The refrigerating machine of the present invention and the air conditioner using the same are not limited to the configurations of the respective embodiments, and can be changed as appropriate. In particular, the steam engine 4 and the compressor 5 have suitable configurations depending on the desired degree of vacuum. Further, the control method as the air conditioner 2 is not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate. Further, in each of the above embodiments, the circulation pump 26 and the fan 8 are on / off controlled, but may be inverter controlled depending on circumstances. Furthermore, in each said Example, although the example which used the refrigerator 1 as the air conditioner 2 was shown, the use of the refrigerator 1 is not restricted to this. For example, food cooling or the like may be achieved using cold water produced by the refrigerator 1.

1 冷凍機
2 空調機
3 蒸気ボイラ
4 蒸気エンジン
5 圧縮機
6 減圧タンク
7 外部熱交換器
8 ファン
9 給水タンク
14 給蒸弁
24 取出路
25 戻し路
26 循環ポンプ
28 温度センサ
29 モータ
30 制御器
31 内部熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator 2 Air conditioner 3 Steam boiler 4 Steam engine 5 Compressor 6 Depressurization tank 7 External heat exchanger 8 Fan 9 Water supply tank 14 Steam supply valve 24 Extraction path 25 Return path 26 Circulation pump 28 Temperature sensor 29 Motor 30 Controller 31 Internal heat exchanger

Claims (6)

蒸気を用いて動力を起こす蒸気エンジンと、
中空容器から形成され、水が貯留される減圧タンクと、
前記蒸気エンジンにより駆動され、前記減圧タンク内の気体を吸引排出して、前記減圧タンク内を減圧する水蒸気圧縮機と、
前記減圧タンク内の圧力または温度に基づき、前記蒸気エンジンへの給蒸を制御する制御器と、を備え、
前記水蒸気圧縮機から吐出される水蒸気は、前記蒸気エンジンへ給蒸するためのボイラへの給水と熱交換され、その凝縮水はそのボイラへの給水タンクに供給される
ことを特徴とする冷凍機。
A steam engine that generates power using steam;
A vacuum tank formed from a hollow container and storing water;
A steam compressor that is driven by the steam engine, sucks and discharges the gas in the decompression tank, and decompresses the interior of the decompression tank;
A controller for controlling the steam supply to the steam engine based on the pressure or temperature in the decompression tank,
The water vapor discharged from the water vapor compressor is heat-exchanged with water supplied to a boiler for supplying steam to the steam engine, and the condensed water is supplied to a water supply tank to the boiler. .
前記減圧タンク外に外部熱交換器が設けられ、
前記減圧タンクと前記外部熱交換器とは、取出路と戻し路を介して接続され、
前記減圧タンクと前記外部熱交換器との間を、前記減圧タンク内の水が循環可能とされた
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機。
An external heat exchanger is provided outside the decompression tank,
The decompression tank and the external heat exchanger are connected via an extraction path and a return path,
The refrigerator according to claim 1, wherein water in the decompression tank can be circulated between the decompression tank and the external heat exchanger.
前記減圧タンク内に内部熱交換器が設けられる一方、前記減圧タンク外に外部熱交換器が設けられ、
前記内部熱交換器と前記外部熱交換器とは、取出路と戻し路とを介して接続され、
前記内部熱交換器と前記外部熱交換器との間を、被冷却液が循環可能とされた
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍機。
While an internal heat exchanger is provided in the decompression tank, an external heat exchanger is provided outside the decompression tank,
The internal heat exchanger and the external heat exchanger are connected via an extraction path and a return path,
The refrigerating machine according to claim 1, wherein a liquid to be cooled can be circulated between the internal heat exchanger and the external heat exchanger.
空調機に用いられ、その室内機は前記外部熱交換器とファンを備える
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の冷凍機。
The refrigerator according to claim 2 or 3, wherein the refrigerator is used in an air conditioner, and the indoor unit includes the external heat exchanger and a fan.
前記空調機の起動時、前記水蒸気圧縮機による前記減圧タンク内の減圧により、前記減圧タンク内の水温が所定温度以下になるまで、前記ファンの回転を停止する
ことを特徴とする請求項4に記載の冷凍機。
The rotation of the fan is stopped when the air conditioner is started until the water temperature in the decompression tank becomes equal to or lower than a predetermined temperature due to decompression in the decompression tank by the water vapor compressor. The refrigerator as described.
前記空調機の運転中、前記減圧タンク内の水温、前記戻し路内の液温、または前記室内機が設置される部屋の室温を監視し、
この監視温度に基づき、前記取出路に設けたポンプ、および/または、前記ファンの作動を制御する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の冷凍機。
During the operation of the air conditioner, the water temperature in the decompression tank, the liquid temperature in the return path, or the room temperature of the room where the indoor unit is installed, is monitored.
The refrigerator according to claim 4 or 5, wherein the operation of a pump and / or the fan provided in the take-out path is controlled based on the monitored temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0359361A (en) * 1989-07-27 1991-03-14 Mitsubishi Electric Corp Cooler
JPH10302141A (en) * 1997-04-23 1998-11-13 Matsushita Refrig Co Ltd Drink supply device
JP2001074334A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Daikin Ind Ltd Freezer
JP2002243243A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Sharp Corp Air conditioner
JP2004132664A (en) * 2002-10-15 2004-04-30 Sanken Setsubi Kogyo Co Ltd Utility water treatment system for water vapor compression refrigerator
JP2006349287A (en) * 2005-06-17 2006-12-28 Miura Co Ltd Vacuum cooling apparatus and method
JP5151014B2 (en) * 2005-06-30 2013-02-27 株式会社日立製作所 HEAT PUMP DEVICE AND HEAT PUMP OPERATION METHOD
JP2007139241A (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Hitachi Ltd Air conditioner

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